垂直坐标系可以定义高度或深度值的原点。 与水平坐标系相似，垂直坐标系可确保在空间上精确定位数据（相对于其他数据）。 这在编辑数据、创建数据或执行分析时尤为重要。
垂直坐标系包括测量单位。 测量单位往往为线性单位，通常为英尺或米（例如，国际英尺或米）。 垂直坐标系还包括方向。 方向用于指定值是正上（表示高于表面的高度）还是正下（表示低于表面的深度）。 下面的直方图显示了两个垂直坐标系：平均海平面和平均低潮面。 平均海平面用作高度值的零水平面。 平均低潮面则是基于深度的垂直坐标系。
基于高度的平均海平面坐标系显示一个 z 值。 落到平均海平线以下且以其为参考的任何点都具有负 z 值。 平均低潮面具有两个与之关联的 z 值。 由于平均低潮面是基于深度的，因此 z 值为正。 落到平均低潮面以上且以其为参考的任何点都具有负 z 值。
注：
当使用基于重力的高度（高程）时，数据将使用地图的椭圆体坐标系进行绘制。
垂直坐标系可用作以下两种类型表面之一的参考：重力相关（大地水准面）或椭球体（椭圆体）。
注：
在处理开始时，会随机选择 100 张图像来评估垂直精度。 对于包含少于 100 张图像的工程，将评估所有图像。 如果这些图像高度低于当前坐标系设定的预期阈值，系统会发出警告，建议使用地面控制点或调整图像高度工具进行纠正。 这一阈值是通过将图像的相对高度（如存在）与自动计算出的调整后相对高度进行对比得出的。
以下为示例：
一张图像的绝对高度为 192.09 米，相对高度为 62.74 米，该点的地面海拔为 142.84 米。
调整后的相对高度计算如下（绝对高度减去地面海拔）：192.09 米 - 142.84 米 = 49.25 米。
如果原始相对高度与调整后相对高度的差异超过 10%，则该图像将被标记为需要调整。
差异：ABS(62.74 米 - 49.25 米) = 13.49 米
62.74 米的 10% = 6.274 米
13.49 米 > 6.274 米，因此该图像被标记。
重力相关（大地水准面）垂直坐标系
大多数垂直坐标系为重力相关。 重力相关垂直坐标系通常仅与特定地理坐标系松散连接。 任何垂直坐标系都可以与多个水平坐标系配合使用。 重力相关的垂直坐标系可以通过当地平均海平面或水准点设置其零点。 由于地形、大气效应等因素的不同，不同地点的平均海平面也有所差异。
重力相关的垂直坐标系将包含垂直基准面作为其定义的一部分。 以下是一个示例。
VERTCS["EGM96_Geoid",VDATUM["EGM96_Geoid"],PARAMETER["Vertical_Shift",0.0],PARAMETER["Direction",1.0],UNIT["Meter",1.0],AUTHORITY["EPSG",5773]]
椭球体（椭圆体）垂直坐标系
椭圆体垂直坐标系定义了地理坐标系中椭圆体所参考的高度。 全球定位系统 (GPS) 设备本身会报告相对于 1984 世界大地坐标系 (WGS84) 椭圆体的高度。 GPS 设备中的板载大地水准面模型会将椭圆体高度转换为重力相关的高程。 椭球体高度为几何物理量，没有物理含义，因为地理坐标系的椭球体可能位于实际地表的上面或下面。 区域的椭圆体高度可能不会反映因重力形成的运动（即水流）。 使用椭圆体高度时，水可能会向上流动。
具有椭圆体参考高度或深度的垂直坐标系将包括一个基准面定义，而非垂直基准面定义。 以下是一个示例。
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]]
在 2D 或 3D 地图上指定垂直坐标系。
要在 2D 或 3D 地图上指定垂直坐标系，请完成以下步骤：
- 在内容窗格中，右键单击 2D 或 3D 地图，选择属性。
- 在地图属性对话框中，单击坐标系选项卡。
当前 Z 框显示了地图的当前垂直坐标系。 可能未定义垂直坐标系。 如果已定义，请单击当前 Z 框上方的详细信息以查看其定义方式。
- 单击当前 Z 框，使其突出显示，然后从相应的可用 Z 坐标系列表中选择适当的坐标系来设置或更改垂直坐标系。
可以在搜索框中输入搜索词以帮助定位特定坐标系。 全球场景中的垂直坐标系必须为椭圆体垂直坐标系，或者它们可以是基于重力的，但前提是它们覆盖整个世界范围。 EGM2008 大地水准面和 EGM96 大地水准面是全球基于重力的垂直坐标系示例。
当垂直坐标系为椭圆体垂直坐标系时，其共享的基准面必须与水平坐标系相同。 两个坐标系统的基准面名称、椭球体名称以及所有椭球体属性必须完全相同。
- 要从地图或场景中移除垂直坐标系定义，请单击当前 Z，选择
，然后从可用 Z 坐标系列表中选择 <无>。