地球の表面は、地形図を除去して ジオイド (おおよその平均海抜に近い重力表面) のみを地球の形状にしたとしても、複雑です。実際、地域的な引力異常を引き起こす地球の内部組成のため、ジオイドは非常に不規則です。そのため、最も一般的に使用されている地球のモデルは、ジオイドが扁平楕円体 (回転楕円体) か、もっと単純に円に近いものになっています。
地球のモデル
勿論楕円体を使用しても近似するだけなので、すべての場所でジオイドに適合する普遍的な楕円体はありません。特定の場所に適合する楕円体は、他の場所と比較すると異なる寸法になりえます。地図で非常に多数の楕円体が使用されるのはそのためです。
最も適合している領域
楕円体を定義するだけでは十分ではありません。楕円体とジオイド間の空間的関係 (位置と方向) も定義する必要があります。これは測地データ (水平データ) を定義することで行われ、地球の中心に対する楕円体の位置と方向が示されます。