Les projections sont les fonctions mathématiques qui permettent de transformer des coordonnées géographiques (longitude et latitude, donc angulaires) en des positions sur un plan en deux dimensions, comme sur les écrans ou les cartes papier. Il n'est en effet pas possible de présenter correctement la Terre sphérique sur une image plane, il faut donc utiliser des transformations géométriques, qui vont provoquer différentes déformations ou décalages.
Très souvent, les données spatiales sont fournies avec des coordonnées exprimées dans un système de projection ou un autre, sinon au moins dans un système de référence spatiale de base qui permettra leur projection (un modèle de la Terre, un géoïde, qui possède certaines dimensions et unités de mesure).
Voici, rapidement, les principales familles de projections.
Les projections les plus courantes pour les cartes à grande échelle (avec une petite partie de la Terre représentée) sont souvent de la famille des coniques, par exemple la projection officielle Lambert-93 en France métropolitaine. Aux États-Unis, ce sont des cylindriques qui ont été choisies (UTM).
Pour certains usages, notamment avec des images satellite, des projections azimuthales sont utilisées.
Quand l'objectif est de produire une carte de communication, qui soit juste dans sa présentation des tailles et des formes de la géographie, il faut faire attention à utiliser une projection adaptée. Trop souvent, on voit encore des erreurs dans ce domaine, notamment des données spatiales qui ne sont pas reprojetées (Mercator, par exemple) et produisent des cartes déformées (comme des mappemondes où le Groenland est aussi massif que l'Afrique... lors qu'il est d'une surface équivalente à l'Algérie). On peut comparer les surfaces réelles des pays à leur déformation en projection cylindruque avec le site TrueSizeOf.
Récemment, des collègues ont mis au point une projection très équilibrée pour représenter les planisphères ou les cartes à petite échelle, la projection "Equal Earth".
Source : Tom Patterson
Enfin, avec l'évolution des techniques, la possibilité de se passer de projection pour utiliser directement un globe interactif, manipulable sur son écran, dans un navigateur, est devenue possible, relativement récemment (2018), par exemple avec la célèbre application web Google Maps.