Ellipsoide und Geoide sind Methoden, mit denen Topographen die Form der Erde modellieren. Obwohl beide Modelltypen zur Konstruktion der Erdmodelle verwendet werden, bestehen entscheidende Unterschiede. Ellipsoidmodelle sind allgemeiner Natur und berücksichtigen Berge und Gräben nicht. Ellipsoide und Geoide werden durch einen dritten Modelltyp, die topografische Höhe, ergänzt.
Ellipsoid
Ellipsoid kommt vom Wort "Ellipse", was einfach eine Verallgemeinerung eines Kreises ist. Ellipsoide sind Verallgemeinerungen von Kugeln. Die Erde ist keine echte Kugel, sondern ein Ellipsoid, da die Erde etwas breiter als hoch ist. Obwohl es andere Modelle gibt, passt das Ellipsoid am besten zur wahren Form der Erde.
Geoid
Wie das Ellipsoid ist das Geoid ein Modell der Erdoberfläche. Laut der University of Oklahoma "ist das Geoid eine Darstellung der Erdoberfläche, die man annehmen würde, wenn das Meer die Erde bedeckt." Diese Darstellung ist auch als "Oberfläche gleichen Gravitationspotentials" bezeichnet und repräsentiert im Wesentlichen den "mittleren Meeresspiegel". Das Geoidmodell ist keine exakte Darstellung des Meeresspiegels Oberfläche. Dynamische Effekte wie Wellen und Gezeiten sind im Geoidmodell ausgeschlossen.
Topografische Höhe
Die topografische Höhe (auch als "topografische Höhe" bezeichnet) ist ein genaueres Modell der Erde als das Geoid oder das Ellipsoid. Topographen messen die Höhe der Erde entweder mit Satelliten- oder Luftaufnahmen. Die Höhenwerte dieses Modells werden relativ zum durchschnittlichen Meeresspiegel an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt berechnet.
Hauptunterschiede
Im Gegensatz zum Geoid geht das Ellipsoid davon aus, dass die Erdoberfläche glatt ist. Außerdem wird davon ausgegangen, dass der Planet vollständig homogen ist. Wenn dies wahr wäre, könnte die Erde keine Berge oder Gräben haben. Außerdem würde der mittlere Meeresspiegel mit der Ellipsoidoberfläche übereinstimmen. Dies ist jedoch nicht wahr. Durch die Berücksichtigung von Bergen und Gräben als Erdmodell besteht zwischen dem Geoid und dem Ellipsoid ein vertikaler Abstand. Dieser Unterschied wird als "Geoidhöhe" bezeichnet. Die Unterschiede zwischen Ellipsoid und Geoid können erheblich sein, da das Ellipsoid lediglich eine Basislinie für die Messung der topografischen Höhe ist. Es wird davon ausgegangen, dass die Erdoberfläche glatt ist, während das Geoid dies nicht tut.
Praktische Anwendungen
Die Geoid- und Ellipsoidmodelle werden in den heutigen Global Positioning Satellite (GPS)-Systemen verwendet. GPS-Systeme verwenden das Ellipsoidmodell als Basislinie, um die Höhe eines bestimmten Ortes auf der Erde zu messen. Einige GPS-Systeme verwenden jetzt jedoch das Geoidmodell, um die Höhen besser darzustellen. Genaue Messungen sind für Topographen am nützlichsten, deren Aufgabe es ist, möglichst genaue Messungen der Erdoberfläche zu entwickeln.