Elipsoidai ir geoidai yra metodai, kuriuos topografai naudoja žemės formai modeliuoti. Nors Žemės modeliams kurti naudojami abu modelių tipai, egzistuoja esminiai skirtumai. Ellipsoidų modeliai yra bendresnio pobūdžio ir neatsižvelgia į kalnus ir tranšėjas. Elipsoidus ir geoidus papildo trečias modelio tipas - topografinis aukštis.
Elipsoidas
Elipsoidas kilęs iš žodžio „elipsė“, kuris yra tiesiog apskritimo apibendrinimas. Elipsoidai yra sferų apibendrinimai. Žemė nėra tikra sfera, ji yra elipsoidas, nes Žemė yra šiek tiek platesnė nei aukšta. Nors egzistuoja ir kiti modeliai, elipsoidas geriausiai atitinka tikrąją Žemės formą.
Geoidas
Kaip ir elipsoidas, geoidas yra Žemės paviršiaus modelis. Pasak Oklahomos universiteto, „geoidas yra žemės paviršiaus atvaizdas, kurį jis laikytųsi, jei jūra uždengtų žemę“. Šis atstovavimas yra dar vadinamas „vienodo gravitacinio potencialo paviršiumi“ ir iš esmės reiškia „vidutinį jūros lygį“. Geoido modelis nėra tikslus jūros lygio vaizdavimas paviršius. Geoidiniame modelyje neįtraukti dinaminiai efektai, tokie kaip bangos ir potvyniai.
Topografinis aukštis
Topografinis aukštis (dar vadinamas „topografiniu aukščiu“) yra tikslesnis žemės modelis nei geoidas, nei elipsoidas. Topografai matuoja Žemės aukštį naudodami palydovinę arba aerofotografiją. Šio modelio aukščio vertės apskaičiuojamos atsižvelgiant į vidutinį jūros lygį įvairiose planetos vietose.
Pagrindiniai skirtumai
Skirtingai nuo geoido, elipsoidas daro prielaidą, kad Žemės paviršius yra lygus. Be to, daroma prielaida, kad planeta yra visiškai vienalytė. Jei tai būtų tiesa, Žemė negalėtų turėti kalnų ar apkasų. Be to, vidutinis jūros lygis sutaptų su elipsoido paviršiumi. Tačiau tai netiesa. Vertikalus atstumas tarp geoido ir elipsoido yra dėl to, kad geoidas atsižvelgia į kalnus ir tranšėjas kaip į Žemės modelį. Šis skirtumas yra žinomas kaip „geoido aukštis“. Skirtumai tarp elipsoido ir geoido gali būti reikšmingi, nes elipsoidas yra tik pagrindinė topografinio aukščio matavimo linija. Manoma, kad Žemės paviršius yra lygus, kur geoidas nėra.
Praktiniai naudojimo būdai
Geoidų ir elipsoidų modeliai naudojami šiandieninėse pasaulinėse padėties nustatymo palydovų (GPS) sistemose. GPS sistemos naudoja elipsoido modelį kaip bazinę liniją, kad būtų galima išmatuoti tam tikros vietos Žemės aukštį. Tačiau kai kurios GPS sistemos dabar naudoja geoido modelį, kad geriau atspindėtų aukščius. Tikslūs matavimai yra naudingiausi topografams, kurių darbas yra kuo tikslesnių Žemės paviršiaus matavimų sukūrimas.