Se denomina geoide al cuerpo definido por la superficie equipotencial del campo de gravedad terrestre. Por lo anteriormente mencionado, es un modelo bastante acertado de la forma de la Tierra, establecido en una forma casi esférica aunque con un ligero achatamiento en los polos (esferoide), pero que guarda las diferencias propias de la gravedad en vinculación a masas diferenciales de los perfiles de composición vertical del planeta.
En geografía y disciplinas afines o derivadas (geodesia, cartografía, topografía, etc.) actualmente un geoide es la superficie física definida mediante el potencial gravitatorio, de modo que sobre él hay en todos los puntos la misma atracción terrestre. Se excluyen los fenómenos orogénicos, por lo que las montañas no se incluyen en el mismo. Gráficamente se puede definir como la superficie de los mares en calma prolongada bajo los continentes. Geométricamente es casi una esferoide de revolución (esfera achatada por los polos) con irregularidades menores de 100 metros.
El geoide es una superficie de referencia utilizada en la geodesia para determinar perfiles altimétricos, esto es frecuentemente por la determinación de la cota sobre el nivel medio del mar de todos los puntos de la zona que es mensurada.
Dado que el geoide es una superficie normal en todo punto en dirección vertical, esto es en la dirección frecuente de la fuerza de gravedad, ésta es la forma que mejor describe la superficie media de los océanos descontando las variaciones de marea, corrientes marinas o eventos meteorológicos, y por esto del planeta; así es que el geoide es considerado como una superficie equipotencial (donde la fuerza de gravedad tiene valores equiparables) sobre el nivel medio del mar.
Sin embargo desde el punto de vista cartográfico el geoide no puede ser utilizado para determinaciones planimétricas precisas de una porción de terreno, porque aún si se lograra relacionar la correspondencia de los puntos de la superficie de la Tierra, no se podría poner en correspondencia los puntos del geoide con un sistema cartesiano plano. Es por esto que en la práctica no es factible usar el geoide para la creación de una planta arquitectónica porque los datos derivados de la proyección sobre el geoide de la superficie terrestre no pueden ser descritos sobre un plano. Por consiguiente el geoide se utiliza principalmente para referenciar las cotas de nivel.
Todo lo anterior ocurre porque es prácticamente imposible describir al geoide con una fórmula matemática resoluble en un plano: para conocer y representar el relieve del geoide sería necesario conocer en todo punto de la superficie terrestre la dirección de la fuerza de gravedad, la cual por su parte depende de la densidad que la Tierra posee en cada punto. Tal conocimiento es aún imposible sin una cierta aproximación que deja importante margen de error, resultando así poco operativa desde el punto de vista matemático la definición del geoide.
Es entonces necesario poner atención en las diferencias existentes entre el geoide propiamente dicho y el esferoide (otra superficie de referencia usada en cartas topográficas): mientras el primero tiene ya una rigurosa definición física sin embargo no se describe bien en matemáticas. En cambio el segundo (el esferoide) posee una bien definida ecuación matemática. Por los demás existe una cierta desviación de la vertical entre ambas superficies.
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El Geoide Gravimétrico Mexicano en su versión 2010, llamado GGM10, es un modelo digital de alturas
geoidales creado para servir como herramienta de transformación entre los valores de altura
geodésica obtenidos por técnicas de posicionamiento GPS y los valores de altura sobre el nivel
medio del mar.
En forma cotidiana los profesionistas relacionados con cartografía, topografía, geofísica,
construcción, geodesia, y minería entre otros, utilizan el sistema GPS para calcular la posición
precisa de objetos sobre el terreno. Aunque en ocasiones su interés está centrado en conocer las
coordenadas horizontales de esos objetos para ubicarlos en un mapa o un sistema de información
geográfica, existen varios casos en que la coordenada vertical es igualmente buscada o incluso la
más solicitada. Por ejemplo en levantamientos tendientes a describir la elevación del terreno o la
elevación relativa entre objetos.
Al obtener coordenadas con GPS, o en general con cualquier sistema de navegación satelital,
los valores de altura registrados se llaman altura geodésica, también conocidos como altura
elipsoidal. Dado que en México esta estimación de altura tiene discrepancia de hasta 40 metros
con la altura referida al nivel del mar, generalmente es requerido transformarla. Aquí es donde el
modelo GGM entra en juego, puesto que contiene información precisa de esa discrepancia. En la
práctica, los dispositivos de posicionamiento GPS y el software de procesamiento desde la
computadora pueden ser alimentados con el modelo GGM10 para obtener en automático todas
las coordenadas verticales referidas al nivel del mar.
La Figura muestra la relación entre un
valor de altura geodésica (h), la altura geoidal (N) y la altura sobre el nivel del mar, llamada altura
ortométrica (H). Al contar con un modelo de alturas geoidales, la obtención de alturas ortométricas
se convierte en una tarea simple usando la siguiente fórmula:
H = h - N
La importancia de transformar mediciones de altura geodésica hacia altura ortométrica estriba en
que éste último es parte del sistema geodésico nacional (ver la Norma Técnica para el Sistema
Geodésico Nacional emitida por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) y publicada
en el Diario Oficial de la Federación el 23 de diciembre de 2010).
El geoide es una figura definida como la superficie de nivel del campo de gravedad que se
aproxima al nivel medio del mar en un promedio mundial. De esta manera el modelo geoidal es
una referencia práctica a partir de la cual se puede medir la elevación del terreno para sitios de
interés, al igual que para referir los datos de altura del terreno en modelos topográficos digitales
como son los derivados de tecnología LiDAR, radar satelital y fotogrametría de imágenes
satelitales.
La cartografía geoidal es interpretada en forma directa como la superficie de nivel que
corresponde al nivel del mar en situación de calma, libre de efectos atmosféricos, corriente marina
o temperatura.
Comparaciones del modelo GGM10 con fuentes independientes, como los modelos EGM2008,
GOCE3dir y USG2009 indican que el error medio cuadrático es cercano a 20 cm en términos
absolutos
INEGI
Se adjuntan diferentes geoides
GGM10.byn Fieldgenius
GGM10_CARLSON.gsf SurvCe
GGM10_GEO.GGF CGO, HGO
GGM10_leicaGeoffice.zip LGO
GGM10_MAGNET.ggf Magnet Tools, Magnet Field
GGM10_TGO.zip TGO, TBC