Entendemos por levantamiento el conjunto de procedimientos para determinar la posición de un punto sobre la superficie de la Tierra, tanto en planimetría como en altimetría.
El término Topografía suele aplicarse cuando las áreas tratadas son relativamente pequeñas, un área menor a 50 Km².
Se admite como forma de la Tierra la superficie de equilibrio materializada por el nivel medio de los mares en calma; esta superficie es llamada superficie geoide y se la considera prolongada en los continentes como aquella que tiene el mismo potencial gravitatorio que la formada por tal nivel medio.
La superficie geoide no es un elipsoide a pesar del principio que dice que: la forma de equilibrio de una masa fluida homogénea sometida a la ley de gravitación universal, girando alrededor de su eje, tiene por frontera un elipsoide de revolución aplastado por los polos. La Tierra no es homogénea.
Tal equilibrio mencionado se tiene entre la acción gravitatoria tanto de los astros como de las masas del planeta así como de la acción centrífuga ocasionada por la rotación y traslación; llamaremos vertical astronómica a la normal sobre la superficie geoide; es la que toma una plomada. Tal superficie tiene en cuenta las anomalías gravimétricas a causa de la distribución de las masas y densidad de las componentes de la Tierra. Se trata de una superficie con protuberancias y depresiones que alcanzan hasta los ±1000 metros respecto de la superficie regular media.
La Asociación Geodésica Internacional adoptó en 1924 un Elipsoide Internacional de Referencia. Tal elipsoide H, es el llamado elipsoide de Hayford, y aproxima a la superficie geoide. Se busca en H que su centro coincida con el centro gravitatorio de la Tierra, que coincida su ecuador con el de la Tierra y que la integral de los cuadrados de la altura geoidal sea mínima. Se entiende por altura geoidal u ondulación de la geoide la elevación de cualquier punto de la geoide respecto de H.
Las longitudes y latitudes geodésicas se refieren al elipsoide H y las astronómicas a la geoide.
Los parámetros que definen H desde 1967 son los siguientes datum:
Semieje mayor de elipse meridiana: a=6378.142 ±6 m.
Excentricidad de elipse meridiana: ɛ=0.081819 ±0.000023.
Punto de tangencia entre H y la geoide o punto astronómico fundamental: Postdam, Torre de Helmert, ED-50.
Llamaremos desviación de la vertical en un punto p de la Tierra al ángulo que existe entre la vertical astronómica y la vertical de H. A la vertical de H se le suele llamar vertical geodésica.
Un punto p sobre la superficie terrestre tendrá coordenadas geodésicas las del punto q de H tal que su normal por q pasa por el punto p.
Para situar p, necesitaremos la altura de dicho punto sobre H que llamaremos altura elipsoidal. Tal altura no es muy usada, normalmente se usa la altura respecto el nivel medio del mar, que en España se toma el nivel medido en Alicante, se trata de la altura respecto a la geoide y es llamada altura ortométrica. La altura elipsoidal menos la ortométrica es la llamada altura geoidal u ondulación de la geoide, representa las ondulaciones de la geoide respecto H. Un punto p de la Tierra vendrá determinado por el trío
longitud geodésica, latitud geodésica y altura elipsoidal.Entendemos por red geodésica una serie de puntos, llamados vértices geodésicos, distribuidos por toda la superficie, formando una malla de triángulos geodésicos (sus lados son líneas geodésicas), y de los cuales se conocen todos sus elementos (distancias, ángulos, coordenadas). Para determinar las coordenadas de tales vértices se parte de las del punto astronómico fundamental, las cuales se determinan por métodos astronómicos. Seguidamente, se irá determinando el resto de puntos mediante visuales que formen una malla de triángulos. Se han de determinar con la máxima precisión los tres ángulos de cada triángulo y además la medida de una línea determinada por dos de los vértices. Esta línea es la llamada línea base. A partir de la línea base, que es el lado de uno de los triángulos geodésicos, y de la medición de los ángulos, se van determinando el resto de coordenadas de los demás vértices, teniendo en cuenta que se trata de una malla de triángulos geodésicos sobre H. En cuanto a la altimetría, se procederá inicialmente a tomar mediante un mareómetro la altura de un punto, procediendo luego a partir de este primero a tomar la altura de los demás.
Llamaremos azimut al ángulo que forma una curva en un punto cualquiera con su meridiana en sentido sur.
Normalmente se dispone de tres redes geodésicas: de primer, segundo y tercer orden. La de primer orden está formada por triángulos de 30 a 80 Km de lado. La de segundo orden, que se basa en la anterior, está formada por triángulos con lados de 10 a 30 Km. La de tercer orden, que se basa en la de segundo orden, está formada por triángulos de lados de 5 a 10 Km. Siendo esta última la que entra en los dominios de la Topografía.
Se hacen las siguientes consideraciones sobre la red geodésica de primer orden:
1.- Además del punto fundamental, se toman otros puntos de la red sobre los cuáles mediante métodos astronómicos se buscarán sus coordenadas. Son los llamados puntos Laplace. Servirán para hacer la llamada compensación geodésica-astronómica de la red.
2.- Los triángulos de las visuales de los vértices han de ser lo más equiláteros posible.
3.- El número de triángulos de la red ha de ser el menor posible, o sea que los lados han de ser lo mayor posible, si es necesario elevando el vértice en alguna torre. Pero de tal forma que la dimensión de los lados se aleje del valor de 90 Km a causa de la llamada refracción lateral. O sea, se intentará que los lados sea cortos, de alrededor de 40 Km o sean largos de alrededor de 150 Km o más.