A Föld fizikai alakja a Föld szilárd felszínének és a felszíni vizeknek a határoló felülete. Ez az igen nagy változatosságot mutató felület, a Föld felszíne képezi a térképezés tárgyát, ennek a felszínnek a pontjait, elemeit, a rajta található természetes és mesterséges alakulatokat, együttes elnevezésükkel a tereptárgyakat kívánjuk a térképeinken ábrázolni.

1-24. ábra A Föld fizikai alakjának részlete tereptárgyakkal

1-25. ábra Az előző tereprészlet térképeken

A Föld elméleti alakja a nyugalmi helyzetben elképzelt és a szárazföldek alatt is meghosszabbított óceánok felszíne. A nyugalomban lévő óceánok felszínét úgy képzeljük el, hogy rá csak a nehézségi erő hat. Ez egy idealizált, elméletileg elképzelt állapot, hiszen a tengerekre a nehézségi erőn kívül igen sokféle erő fejti ki egyidejűleg a hatását. (szél, Nap hőhatása, áramlások, árapály, Föld forgásából származó centrifugális erő, stb.) Ha ezektől eltekintünk, akkor egy vízfelület akkor van nyugalomban, ha a felületének minden pontjában ugyanakkora a nehézségi erő értéke, úgy is mondhatjuk, hogy akkor ez a felület a nehézségi erő szintfelülete (ekvipotenciális felülete).

A Föld elméleti alakjának a nehézségi erőtér valamely tenger középtengerszintje magasságában kijelölt ponton áthaladó szintfelületét tekintjük, és ezt GEOID-nak nevezzük. (Listing német fizikus 1873-ban nevezte el így.)

1-26. ábra A geoid perspektív képe (www.czmartin.com/home/i24/utm/earth_msl.htm)

A szintfelületek a nehézségi erő irányára merőlegesen futó görbült felületek. (Az azonos nehézségi erő értékeket összekötő felületek). Nem párhuzamosak egymással, a pólusok felé közelebb helyezkednek el egymáshoz, görbületük sem egyenletesen változik. Ennek oka, hogy a Föld nem gömb alakú, ill. a Föld tömegeloszlása nem homogén. Ezért a nehézségi erőtér erővonalai térbeli görbék, ezeket függővonalaknak nevezzük. A függővonal egy pontjában a függővonal érintője a helyi függőleges irány. Ezt az irányt jelöli ki a függő.

1-27. ábra A geoid, a helyi függőleges és a helyi vízszintes sík

Egy térbeli pontban a szintfelület érintősíkja a helyi vízszintes sík. Ennek irányát jelöli ki a libella (vízmérce), illetve a geodéziai műszerekkel, pl. szintezőműszerrel ezt a vízszintes síkot tudjuk kijelölni.

A helyi függőleges képzeletbeli döféspontja az égbolton a zenit pont, a Földön pedig a nadír pont.

1-28. ábra Zenit és nadír

Az álláspontunkból egy tetszőleges pontra menő irány és annak vízszintes vetülete között bezárt szög a magassági szög.

Az álláspontunkból egy tetszőleges pontra menő iránynak a helyi függőlegessel bezárt szöge a zenitszög. Egy pont esetében a magassági szög és a zenitszög egymást 90°-ra egészíti ki.

A Föld fizikai felszínén elhelyezkedő pontok helyének meghatározásakor úgy járunk el, hogy először a meghatározandó pontokat a helyi függőleges mentén levetítjük egy alapul választott szintfelületre. Ezen a vízszintes felületen a vetületi pont helyének meghatározására vízszintes méréseket végzünk, a vetületi pont és a terepi pont távolságának meghatározására pedig magasság méréseket végzünk.