Geoidi

Geoidi on maapalloa kuvaava muoto, johon vapaa valtameren pinta asettuu lepotilassa. Geoidilla tarkoitetaan vedenpintaa, joka yhdistää valtameret ja jatkuu mantereiden ali. Todellisuudessa keskimerenpinta eroaa geoidista muun muassa veden lämpötila-, suolaisuus- ja ilmanpainevaihteluiden sekä vallitsevien tuulien ja merivirtojen vuoksi.

Kuva 1. Geoidikorkeuden (N), ellipsoidikorkeuden (h) ja vaaitun korkeuden (H) välinen yhteys on h = H + N.

Geoidin tarkka muoto ja paikka kolmiulotteisessa avaruudessa on vaikea määrittää matemaattisesti, koska geoidi on fysikaalinen, Maan massojen ja tiheysvaihteluiden määräämä pinta. Maapallon massa on epätasaisesti jakautunut, joten geoidin pinta on aaltoileva. Tietyillä alueilla geoidin pinta on kauempana maapallon massakeskipisteestä kuin joillain toisilla. Nämä vaihtelut ovat hyvin pieniä verrattuna Maan säteeseen. Geoidin aaltoilua eli undulaatiota tutkitaan kansainvälisesti, satelliittien avulla. Maan painovoimakentän kartoitusta tehdään Maata kiertävien satelliittien avulla. Satelliiteista saatavaa painovoima-aineistoa tarkennetaan Maan pinnalla tehtävillä painovoimahavainnoilla. Esimerkiksi Euroopan Avaruusjärjestön (ESA), GOCE-painovoimasatelliitti tutkii Maan gravitaatiota ja geoidia.

 

Kuva2. Kartalla on kuvattu geoidin korkeuksia Maan ellipsoidista.

Geoidi kuvataan korkeuksina vertausellipsoidiin nähden ja silloin puhutaan geoidimallista. Geoidimallit lasketaan painovoimahavaintojen avulla. Paikalliset geoidimallit sovitetaan kansallisiin referenssijärjestelmiin, jolloin saadaan kansallinen geoidimalli. Suomessa käytettävä malli on FIN2005N00 ja sen avulla voidaan muuntaa satelliittipaikannuksen tuottamat, EUREF-FIN -ellipsoidiset korkeudet, N2000-korkeuksiksi. FIN2005N00-geoidimallin saa Geodeettisen laitoksen muunnospalvelun kautta (http://coordtrans.fgi.fi/).