مسند جيوديسي
مرجع الإسناد الرأسي

يستخدم مرجع الإسناد الرأسي لقياس ارتفاع النقاط أعلى سطح الأرض. ويكون مرجع الإسناد الرأسي إما مديًا وجذريًا، ويعتمد على مستويات البحر، أو جيوديسيًا، ويعتمد على النماذج الإهليجية المماثلة للأرض والمستخدمة لحساب نقاط الإسناد الأفقية.
وفي الاستخدامات الشائعة، تشير المرتفعات إلى الارتفاع أعلى سطح البحر، على الرغم من أن «سطح البحر» هو في الواقع أمر أكثر تعقيدًا مما قد تظن بداية فإن: ارتفاع سطح البحر في أي مكان واحد هو نتيجة لتأثيرات عدة، منها الأمواج، والرياح، والتيارات، والضغط الجوي، المد والجزر، والطبوغرافيا، وحتى الاختلافات في قوة الجاذبية بسبب وجود الجبال وغيرها.
ولقياس ارتفاع الأغراض عن الأرض، فإن المرجع الإسنادي المستخدم دائمًا هو متوسط مستوى سطح البحر. وهو ما يتم تحديده عن طريق قياس ارتفاع سطح البحر على مدى فترة طويلة (ويفضل ما يقرب من 18 سنة، لتفسير كافة التأثيرات الفلكية التي تؤثر على مستويات المد والجزر). وهو ما يسمح بتحديد متوسط مستوى سطح البحر، مع تجاهل تأثيرات مثل الأمواج، والمد والجزر، والتغيرات قصيرة المدى في الرياح والتيارات. ولكن مع عدم تجاهل تأثيرات قوة الجاذبية المحلية في الوقت ذاته، وبالتالي فإن ارتفاع متوسط مستوى سطح البحر، المتعلق بالمسند الجيوديسي، سوف يختلف باختلاف الموقع حول العالم، وحتى في البلد الواحدة. ولهذا السبب، فإن الدولة تختار متوسط لمستوى سطح البحر عند نقطة معينة لاستخدامها بوصفها «مستوى البحر» المعياري لجميع أغراض رسم الخرائط، والمساحة في هذه الدولة. (فعلى سبيل المثال، في بريطانيا العظمى، يعتمد مرجع الإسناد الوطني، خط الإسناد المساحي بنيولين (Ordnance Datum Newlyn)، على ما كان متوسط مستوى سطح البحر في نيولين (Newlyn) في كورنوال (Cornwall) بين 1915 و1921).
وعند اختيار المرجع الإسنادي للخرائط البحرية يستخدم مبدأ مختلف. ولأغراض الأمن، يجب أن يكون البحار قادرًا على معرفة الحد الأدنى لعمق الماء الذي قد يواجهه في أي لحظة. ولهذا السبب، يتم قياس عمق ومستويات المد والجزر على الخريطة الملاحية نسبة إلى مسند الرسوم البيانية، والمعروف بأنه المستوى الذي نادرًا ما تقع مستويات المد والجزر دونه. ويعتمد كيفية اختيار هذا بالضبط على نظام المد والجزر في المنطقة التي تم تخطيطها، وعلى السياسة التي يتبعها المكتب الهيدروغرافي الذي يخرج منه المخطط موضع الحديث، ومن التعريفات النموذجية له: أدنى مد وجزر فلكي (أدنى مد وجزر متوقع حدوثه نتيجة لتأثيرات قوة الجاذبية)، أو متوسط أدنى مستوى للماء المنخفض (وهو متوسط أدنى مد وجزر خلال اليوم) على الرغم من أن متوسط مستوى سطح البحر يُستخدم في المياه التي يحدث خلالها نطاقات مد وجزر منخفضة جدًا.
والعكس بالعكس، فإذا أرادت سفينة المرور بأمان تحت جسر منخفض أو كابل كهرباء علوي، فعلى البحار أن يعرف أقل مساحة فارغة بين أعلى الصاري، والعرقلة التي قد تحدث في حالة وجود مستويات مد مرتفعة. ونتيجة لذلك، فإن المساحة الفارغة أسفل الجسر وغيرها يتم تحديدها وفقًا للمرجع الإسنادي المعتمد على مستويات المد المرتفعة، مثل أعلى مد وجزر فلكي، أو متوسط منابع الماء العالية.
وعلى الرغم من أن استخدام مستوى سطح البحر بوصفه مرجعًا إسناديًا يعد مفيدًا للخصائص الطوبوغرافيّة الجيولوجية الحديثة، فإن مستوى سطح البحر لم يكن ثابتًا على امتداد المقياس الزمني الجيولوجي، ولذلك فإنه يكون أقل فائدة عند قياس عمليات ذات مدى زمني طويل جدًا. وفي بعض المواقف لا يبدو مستوى سطح البحر ملائمًا على الإطلاق؛ لاستخدامه على سبيل المثال في رسم خرائط سطح المريخ؛ الأمر الذي يضطرنا لاستخدام «مرتفع صفري» مختلف مثل متوسط نصف القطر.
ويأخذ مرجع الإسناد الرأسي الجيوديسي نقطة صفر معينة، ويحسب الارتفاعات وفقًا للنموذج الجيوديسي المستخدم دون الحاجة مجددًا إلى الإشارة لمستويات سطح البحر. عادة ما تكون النقطة المرجعية المبدئية هي مقياس المد والجزر، لذلك فعند هذه النقطة قد يتطابق الإسناد المرجعي الجيوديسي، وبيانات المد والجزر؛ ولكن نظرًا لتغيرات سطح البحر، فقد لا يتطابق المقياسان في أي مكان آخر. ومن أمثلة الإسناد الجيوديسي المعتمد على قوة الجاذبية NAVD88، المستخدم في أمريكا الشمالية، والذي يرجع إلى نقطة في مدينة كيبك، كندا. في حين أن نقاط الإسناد المرجعي المعتمدة على المجسم الإهليجي مثل نظام المساحة العالمي 1984 أو GRS80 أو NAD83 تستخدم سطحًا نظريًا قد يختلف بوضوح عن المجسم الأرضي.