Geodezia, numită uneori geodezică, este o știință care aplică matematica pentru a măsura dimensiunea și forma Pământului, pozițiile punctelor și regiunilor de pe Pământ și diferențele în câmpul gravitațional al acestuia. Această știință folosește principii din fizică, matematică și astronomie împreună cu observația și tehnologia modernă pentru a dezvolta un sistem de referință spațială. Geodezia studiază, de asemenea, mișcarea scoarței terestre, mișcarea polară și mareele. Lucrarea geodezilor include oferirea punctelor de pe Pământ coordonate exacte, măsurarea cu precizie a distanțelor, unghiurile și înălțimile dintre puncte și analizarea modului și de ce suprafața Pământului s-a schimbat în diferite perioade de timp.
Multe domenii importante de lucru depind de geodezie pentru a funcționa corect. Navele și avioanele folosesc sisteme de poziționare globală (GPS), hărți și alte sisteme de navigație bazate pe date geodezice pentru a se asigura că aterizează în locul corect, evită benzile de călătorie periculoase și parcurg cele mai rapide și mai eficiente rute de combustibil. Oamenii de știință din alte domenii, cum ar fi oceanografii sau paleontologii, folosesc date geodezice pentru a examina forțele care provoacă modificarea caracteristicilor suprafeței Pământului sau a topografiei. Armata a folosit de mult geodezia pentru a determina punctele exacte pentru localizarea locațiilor, controlul artileriei, navigarea și, mai târziu, urmărirea sateliților și direcționarea rachetelor.
Unii istorici susțin că studiul geodeziei a început cu încercările timpurii ale grecilor antici de a măsura dimensiunea Pământului. Prima încercare serioasă de a lua măsurători precise, din câte se știe, a fost urmărită de savantul grec Eratostene în secolul al III-lea î.Hr. Măsurând unghiurile de umbre în două puncte de pe Pământ într-un anumit moment al anului, măsurând distanța dintre puncte și presupunând că cele două puncte se află pe un plan exact nord-sud, Eratostene a reușit să facă o aproximare uimitor de precisă. a circumferinței Pământului. În ciuda unor date greșite, savantul a estimat Pământul la 25,000 de mile (40,233 km). Astăzi, geodeziştii sunt de acord că Pământul se află la aproximativ 24,901 mile (40,074 km) la Ecuator.
Câțiva alți greci antici au folosit metode similare, măsurând unghiurile stelelor față de două puncte de pe Pământ, pentru a-și face propriile estimări și hărți. Domeniul geodeziei a continuat să evolueze de-a lungul secolelor, întâlnindu-se cu progrese rapide în secolul al XVII-lea d.Hr. În această perioadă, telescopul a fost dezvoltat, permițând o mai mare acuratețe în măsurarea unghiurilor față de obiectele din spațiu; au fost inventați logaritmi, permițând o mai mare eficiență de calcul; iar triangulația a fost descoperită ca metodă de determinare a locației unui punct. Folosind această nouă tehnologie, savantul franco-italian Giovanni Domenico Cassini a descoperit că Pământul nu era sferic, așa cum se presupunea anterior, ci eliptic sau în formă de ou.
Mai multe tehnici pot fi folosite pentru a examina forma tridimensională și domeniul de aplicare a Pământului, precum și poziționarea câmpului gravitațional. Cele mai multe pot fi puse sub umbrela topografiei terenurilor, a imaginilor prin satelit și a matematicii aplicate pe baza datelor culese prin primele două metode de observare. Deoarece Pământul are o formă foarte neregulată, geodeziştii folosesc un model matematic al Pământului cunoscut sub numele de elipsoid de referinţă pentru a măsura eficient Pământul. Elipsoidul poate fi complet neted, spre deosebire de geoid, un alt model care reprezintă neregularitatea figurii Pământului și modificările atracției gravitaționale. În timp ce elipsoidul menține forma generală a planetei, care este mai plată la poli și mai lată la ecuator, lipsa complexității topografice face calculele mult mai simple.