Geodesi er vitenskapen knyttet til jordens form, plassering og størrelse samt dens ytre tyngdefelt. Geodesien danner grunnlag for kart- og oppmålingsarbeid. Geodesi er avgjørende for kontinuerlig monitorering av jordens geometriske endringer. Dette inkluderer langsomme prosesser som havnivåstigning og landhevning, samt raske hendelser som jordskorpebevegelser ved jordskjelv. GPS er også avhengig av nøyaktige geodesiske data for å fungere godt.
Jordas form og omkrets har lenge vært diskutert. Det at jorden var en kule, ble først teorisert av gamle greske filosofer som Pytagoras og Parmenides, men Aristotoles var den første som klarte å å bevise dette. Det gjorde han ved å se på jordas skygge på månen. De første formelle målingene av jordas omkrets ble gjennomført av den greske geografen, astronomen og matematikeren Eratosthenes i ca. år 200 fvt. Eratosthenes sine målinger baserte seg på skyggen til en gnomon plassert i de Egyptiske byene Alexandria og Aswan, for å deretter sammenligne skyggene deres. Basert på målingene regnet han seg fram til at jordas omkrets var 40 338 km, mens mer moderne metoder viser jordas omkrets til nærmere 40 075 km.
Det første direkte beviset på jordas form kom etter den Portugisiske oppdageren Magellans jordomseiling. Reisen startet og endte i Sevilla, og varte fra 1519 til 1522.
Global geodesi er vitenskapen om å måle og kartlegge jordens overflate på en global skala. Fordi jordens fysiske overflate er uregelmessig, benytter geodesien matematiske modeller, som ellipsoider, for å forenkle beregninger av posisjoner på jorden. Disse modellene danner grunnlaget for koordinatreferansesystemer (CRS), som gjør det mulig å angi koordinater som bredde- og lengdegrad med en unik og presis plassering på jorden. Moderne satelittsystemer som GPS er avhenging av slike geodetiske referansesystemer for å kunne bestemme presise posisjoner globalt.
Feil i kartlegging kan være vanskelig å se på et lite lokalt område, men det kan akkumulere i større regionale områder. Avvik kan oppstå i topografien, posisjoner eller terrengformer i kart. Ved å bruke et geodetisk nettverk som grunnlag for kartlegging kan man kontrollere feilene mellom referansepunkter, slik at det sprer ikke over store områder.
Siden jorda er en 3D-form som ligner på en ellipsoide, er det vanskelig å oversette jordens overflate til et 2D kart uten deformasjon av dens originale form. Men målepunkter på et geodetisk nettverk kan prosjekteres på en 2D plan med hjelp av matematiske metoder. Kartlegging kan dermed utføres med utgangspunkt i disse referansepunktene, noe som gir mer nøyaktig kart.
Et viktig praktisk bruksområde er innen bygg- og anleggsvirksomhet. For eksempel når man planlegger distrikter eller områder. Det hjelper slik at det bygges ved riktig lokalitet, eller om riktig bygg blir revet og fjernet. Et annet eksempel er tunnelbygging, der det er avgjørende å ha nøyaktige referanser for å sikre at tunnelene som drives fra hver side møtes i midten.
Et presist geodetisk koordinatsystem med presise posisjoner av punkter på overflaten (f.eks. oppskytingssteder og sporingsstasjoner) er en viktig støtte for oppskyting, retur, sporing og styring av romfartøy. I tillegg er en nøyaktig global modell av jordens tyngdefelt (gravitasjonsfelt) helt sentralt.
Det geodetiske koordinatsystemet brukes for å beskrive romfartøys bevegelse i forhold til jorden. Sporings og kontrollstasjoner (TT&C – tracking, telemetry and command) brukes til å følge romfartøyet. Stasjonene kan måle avstand, hastighet og retning. En realistisk modell av jordas tyngde trengs for å beregne bane av romfartøy som satellitter. Til sammen brukes alt for å bestemme hvor et romfartøy er og hvordan den skal bevege seg.
Geodesi gir nøyaktig informasjon til studier av platetektonikk og jordskorpens deformasjon. Ved hjelp med teknikker som VLBI (Very Long Baseline Interferometry), SLR (Satellite Laser Langing) og GPS, kan man måle den relative bevegelse til plater med en cirka nøyaktighet på 1mm/år.
I tillegg til satellittmålinger er det viktig med gravimetriske undersøkelser på land og til havs for å forbedre modeller av jordens tyngdefelt. Geodesi bidrar også til å måle endringer i havoverflatens form ved hjelp av satellittaltimetri og andre rombaserte sensorer. Disse dataene brukes til å studere atmosfæriske og oseaniske sirkulasjonsmønstre og er sentrale for forskning på blant annet global oppvarming og havnivåstigning.
Kartverket har ansvaret for kartlegging av nasjonal geodesi, og de er samtidig en stor aktør internasjonalt. I 2025 ble Kartverket anerkjent som "Founding Partner" i UN-GGCEs partnerprogram. Norske Laila Løvhøiden er utnevnt til co-chair i komiteen, altså FNs globale geodesisenter.
Jorden endres konstant både på globalt og på regionalt nivå. Dette gjør at vi ikke har et fast koordinatsystem for all fremtid. Vi er dermed avhengig av kontinuerlig monitorering av jorden, for å få oppdaterte referanserammer.
Platetektonikken, jordens rotasjonsakse og gravitasjonen mellom jorden og månen er større prosesser som gjør endringer globalt.
Prosesser som erosjon, naturkatastrofer, og isostasi vil endre jordens form på regionale nivå.
Geodesi har en stor praktisk betydning innen petroleumsindustrien. I olje- og gassutvinning er høy geodetisk nøyaktighet avgjørende gjennom hele prosessen til et olje- og gassfelt. Fra leting og kartlegging til boring og produksjon. Ved hjelp av GPS og andre nøyaktige koordinatreferansesystemer kan ingeniørene bestemme den eksakte posisjonen til for eksempel brønner eller platformer.
