A superfície terrestre é totalmente irregular, não existindo, até o momento, definições matemáticas capazes de representá-la sem deformá-la. A forma da Terra se assemelha mais a um elipsóide, o raio equatorial é aproximadamente 23 km maior do que o polar, devido ao movimento de rotação em torno do seu eixo (Figura 1).

O modelo que mais se aproxima da sua forma real, e que pode ser determinado através de medidas gravimétricas, é o geiodal. Neste modelo, a superfície terrestre é definida por uma superfície fictícia determinada pelo prolongamento do nível médio dos mares estendendo-se em direção aos continentes.

Esta superfície pode estar acima ou abaixo da superfície topográfica, definida pela massa terrestre (Figura 2).

Figura 1: Comparação entre os três modelos de representação da superfície terrestre.

Para representar a superfície terrestre em um plano, é necessário que se adote uma superfície de referência, que corresponda a uma figura matematicamente definida. O elipsóide de revolução, gerado por uma eclipse rotacionada em torno de eixo menor, é a figura geométrica que mais se aproxima da forma real da Terra. 

Para representações em escalas muito pequenas – menores do que 1:5.000.000, a diferença entre o raio equatorial e o raio polar apresenta um valor insignificante, o que permite representar a forma a Terra, em algumas aplicações, como uma esfera.


Figura 2: Comparação entre a superfície topográfica, elipsoidal e geoidal.

Este modelo é bastante simplificado e o mais distante da realidade, pois os elementos da superfície terrestre apresentam-se bastante deformados em relação às suas correspondentes feições reais e à posição relativa. O globo terrestre é uma representação deste tipo (Figura 3).



Figura 3: Globo terrestre.