תוֹכֶן
אליפסואידים וגיאואידים הם שיטות בהן משתמשים טופוגרפים למודל צורת כדור הארץ. למרות ששני סוגי הדגמים משמשים לבניית דגמי כדור הארץ, קיימים הבדלים מכריעים. דגמי אליפסואידי הם בעלי אופי כללי יותר, ואינם מצליחים לקחת בחשבון הרים ותעלות. אליפסואידים וגיאואידים משלימים על ידי סוג דגם שלישי, גובה טופוגרפי.
אליפסואידי
אליפסואיד בא מהמילה "אליפסה", שהיא פשוט הכללה של מעגל. אליפסואידים הם הכללות של תחומים. כדור הארץ אינו תחום אמיתי, הוא אליפסואידי, מכיוון שכדור הארץ מעט רחב יותר מכפי שהוא גבוה. למרות שישנם דגמים אחרים, האליפסואיד הוא המתאים ביותר לצורה האמיתית של כדור הארץ.
גאואי
כמו האליפסואיד, הגיאואיד הוא מודל של פני כדור הארץ. על פי נתוני אוניברסיטת אוקלהומה, "הגיאואיד הוא ייצוג של פני כדור הארץ שהוא היה מניח, אם הים יכסה את כדור הארץ." ייצוג זה נקרא גם "פני השטח של פוטנציאל הכבידה השווה", ומייצג למעשה את "גובה פני הים הממוצע". המודל הגיאואידי אינו ייצוג מדויק של פני הים. אפקט דינאמי, כגון גלים וגאות ושפל, אינם נכללים במודל הגיאואידי.
הגבהה טופוגרפית
הגבהה טופוגרפית (הידועה גם בשם "גובה טופוגרפי") היא דגם מדויק יותר של כדור הארץ מאשר הגיאואיד או האליפסואיד. טופוגרפים מודדים את גובה כדור הארץ באמצעות צילום לווייני או אווירי. מודלים זה ערכי הגובה מחושבים ביחס לגובה הים הממוצע במקומות שונים ברחבי כדור הארץ.
הבדלים עיקריים
שלא כמו הגיאואיד, האליפסואיד מניח כי פני האדמה חלקים. בנוסף, הוא מניח שכוכב הלכת הוא הומוגני לחלוטין. אם זה היה נכון, בכדור הארץ לא היו הרים או תעלות. יתר על כן, גובה פני הים הממוצע יעלה בקנה אחד עם פני השטח האליפסואידי. עם זאת, זה לא נכון. קיים מרחק אנכי בין הגיאואיד לאליפסואיד כתוצאה מהגיאואיד המביא בחשבון הרים ותעלות כמודל כדור הארץ. ההבדל הזה מכונה "הגובה הגיאואידי". ההבדלים בין האליפסואיד לגיאואיד יכולים להיות משמעותיים, שכן האליפסואיד הוא בסך הכל קו בסיס למדידת הגובה הטופוגרפי. ההנחה היא כי פני כדור הארץ חלקים, במקום בו הגיאואיד אינו.
שימושים מעשיים
דגמי הגיאואיד והאליפסואידים משמשים במערכות לוויין מיקום גלובאלי של ימינו (GPS). מערכות GPS משתמשות במודל האליפסואידי כקו בסיס כדי למדוד את הגובה של מיקום מסוים בכדור הארץ.עם זאת, כמה מערכות GPS משתמשות כעת במודל הגיאואידי כדי לייצג טוב יותר את הגבהים. מדידות מדויקות מועילות ביותר לטופוגרפים שתפקידם לפתח מדידות מדויקות ככל האפשר של פני כדור הארץ.