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Ellipsoide und Geoide sind Methoden, mit denen Topographen die Form der Erde modellieren. Obwohl beide Modelltypen zur Konstruktion der Erdmodelle verwendet werden, gibt es entscheidende Unterschiede. Ellipsoidmodelle sind allgemeiner Natur und berücksichtigen keine Berge und Gräben. Ellipsoide und Geoide werden durch einen dritten Modelltyp, die topografische Höhe, ergänzt.
Ellipsoid
Ellipsoid kommt vom Wort "Ellipse", das einfach eine Verallgemeinerung eines Kreises ist. Ellipsoide sind Verallgemeinerungen von Kugeln. Die Erde ist keine wahre Kugel, sondern ein Ellipsoid, da die Erde etwas breiter als hoch ist. Obwohl andere Modelle existieren, ist das Ellipsoid die beste Anpassung an die wahre Form der Erde.
Geoid
Wie das Ellipsoid ist das Geoid ein Modell der Erdoberfläche. Laut der Universität von Oklahoma ist "das Geoid eine Darstellung der Erdoberfläche, die es annehmen würde, wenn das Meer die Erde bedecken würde". Diese Darstellung wird auch als "Oberfläche mit gleichem Gravitationspotential" bezeichnet und repräsentiert im Wesentlichen den "mittleren Meeresspiegel". Das Geoidmodell ist keine exakte Darstellung der Meeresoberfläche. Dynamische Effekte wie Wellen und Gezeiten werden im Geoidmodell ausgeschlossen.
Topographische Erhebung
Die topografische Höhe (auch als "topografische Höhe" bezeichnet) ist ein genaueres Erdmodell als das Geoid oder das Ellipsoid. Topographen messen die Höhe der Erde entweder über Satellit oder per Luftbild. Diese Modellhöhenwerte werden relativ zum durchschnittlichen Meeresspiegel an verschiedenen Orten auf der Erde 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. Ferner würde der mittlere Meeresspiegel mit der Ellipsoidoberfläche zusammenfallen. 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 ist als "Geoidhöhe" bekannt. Die Unterschiede zwischen Ellipsoid und Geoid können erheblich sein, da das Ellipsoid lediglich eine Basis für die Messung der topografischen Höhe ist. Es wird davon ausgegangen, dass die Erdoberfläche glatt ist, das Geoid jedoch nicht.
Praktische Verwendungen
Die Geoid- und Ellipsoidmodelle werden in heutigen GPS-Systemen (Global Positioning Satellite) 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 am nützlichsten für Topographen, deren Aufgabe es ist, so genaue Messungen der Erdoberfläche wie möglich zu entwickeln.