Elipsoidy i geoidy to metody wykorzystywane przez topografów do modelowania kształtu Ziemi. Chociaż oba typy modeli są używane do konstruowania modeli Ziemi, istnieją zasadnicze różnice. Modele elipsoidalne mają bardziej ogólny charakter i nie uwzględniają gór i rowów. Elipsoidy i geoidy są uzupełnione trzecim typem modelu, wysokością topograficzną.
Elipsoida
Elipsoida pochodzi od słowa „elipsa”, które jest po prostu uogólnieniem koła. Elipsoidy to uogólnienia sfer. Ziemia nie jest prawdziwą kulą, jest elipsoidą, ponieważ Ziemia jest nieco szersza niż wysoka. Chociaż istnieją inne modele, elipsoida jest najlepiej dopasowana do prawdziwego kształtu Ziemi.
Geoida
Podobnie jak elipsoida, geoida jest modelem powierzchni Ziemi. Według University of Oklahoma „geoida jest reprezentacją powierzchni ziemi, którą założyłaby, gdyby morze pokryło ziemię”. Ta reprezentacja jest zwany także „powierzchnią o równym potencjale grawitacyjnym” i zasadniczo reprezentuje „średni poziom morza”. Model geoidy nie jest dokładnym odwzorowaniem poziomu morza powierzchnia. Efekty dynamiczne, takie jak fale i pływy, są wykluczone z modelu geoidy.
Wysokość topograficzna
Wysokość topograficzna (znana również jako „wysokość topograficzna”) jest dokładniejszym modelem Ziemi niż geoida lub elipsoida. Topografowie mierzą wysokość Ziemi za pomocą fotografii satelitarnej lub lotniczej. Wartości wysokości tego modelu są obliczane w stosunku do średniego poziomu morza w różnych miejscach na świecie.
Kluczowe różnice
W przeciwieństwie do geoidy, elipsoida zakłada, że powierzchnia Ziemi jest gładka. Dodatkowo zakłada, że planeta jest całkowicie jednorodna. Gdyby to była prawda, Ziemia nie mogłaby mieć gór ani rowów. Co więcej, średni poziom morza pokrywałby się z powierzchnią elipsoidy. To jednak nieprawda. Odległość pionowa istnieje między geoidą a elipsoidą w wyniku uwzględnienia przez geoidę gór i rowów jako modelu Ziemi. Ta różnica jest znana jako „wysokość geoidy”. Różnice między elipsoidą a geoidą mogą być znaczące, ponieważ elipsoida jest jedynie punktem odniesienia do pomiaru wysokości topograficznej. Zakłada, że powierzchnia Ziemi jest gładka, podczas gdy geoida nie.
Praktyczne zastosowania
Modele geoidy i elipsoidy są wykorzystywane w dzisiejszych systemach globalnego pozycjonowania satelitarnego (GPS). Systemy GPS wykorzystują model elipsoidalny jako punkt odniesienia do pomiaru wysokości określonej lokalizacji na Ziemi. Jednak niektóre systemy GPS wykorzystują teraz model geoidy, aby lepiej odwzorować wzniesienia. Dokładne pomiary są najbardziej przydatne dla topografów, których zadaniem jest opracowanie jak najdokładniejszych pomiarów powierzchni Ziemi.