Вертикальная система координат может определяться одним из двух типов поверхностей: эллипсоидной (сфероид) или гравитационной (геоид).
Гравитационная (на основе геоида) вертикальная система координат
Большинство вертикальных систем координат основываются на геоиде. Вертикальная система координат, связанная с гравитацией, часто лишь слабо связана с конкретной географической системой координат. Любая вертикальная система координат может быть использована с разными горизонтальными системами координат. Гравитационная вертикальная система координат может устанавливать нулевую отметку на локальном среднем уровне моря или репере. Средний уровень моря изменяется в разных местах вследствие топографических особенностей, атмосферных явлений и т.п.
Гравитационная вертикальная система координат включает вертикальный датум, как часть своего определения. Пример приведен ниже.
VERTCS["National_Geodetic_Vertical_Datum_1929",VDATUM["NGVD_1929"],PARAMETER["Vertical_Shift",0.0],PARAMETER["Direction",1.0],UNIT["Meter",1.0]]
При создании гравитационной вертикальной системы координат, можно указать пользовательский вертикальный датум.
Сфероидальная (на основе эллипсоида) вертикальная система координат
Сфероидальная вертикальная система координат определяет высоты относительно эллипсоида географической системы координат. Единицы измерения Глобальной системы позиционирования (GPS) считает высоты относительно эллипсоида World Geodetic System 1984 (WGS84). Встроенная модель геоида в блоке GPS преобразует эллипсоидальные высоты в высоты на геоиде. Сфероидальная высота - это геометрическое понятие, и она не имеет физического смысла, так как в сфероидальной географической системе координат сфероид может проходить выше или ниже реальной поверхности Земли. Сфероидальные высоты в какой-либо области могут не отражать динамики, обусловленной гравитацией, например, течение воды. При работе со сфероидальными высотами вода может выглядеть текущей вверх.
Вертикальная система координат с высотами и глубинами, определенными относительно сфероида, будет включать определение датума, а не вертикального датума. Пример приведен ниже.
VERTCS["WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137.0,298.257223563]],PARAMETER["Vertical_Shift",0.0],PARAMETER["Direction",1.0],UNIT["Meter",1.0]]