Esta dissertação tem como objetivo o estudo da altimetria e do modelo geoidal no Estado de São Paulo. Para isso, uma abordagem detalhada do Problema de Valor de Contorno da Geodésia foi realizada. Além disso, são apresentados conceitos relacionados ao sistema de altitudes e a determinação das ondulações geoidais. Uma investigação do movimento e deslocamento vertical da crosta terrestre por meio do processamento preciso por ponto de duas estações de monitoramento contínuo (Cananeia NEIA e Ubatuba UBAT), localizadas no litoral paulista, foi efetuada. Constatou-se uma similaridade nos resultados por meio da comparação com o processamento feito pelo IBGE. A comparação envolvendo o Nível Médio dos Mares de duas estações maregráficas com relação ao nivelamento advindo de Imbituba foi outro estudo executado, onde a diferença após algumas correções foi de 0,34 cm. Uma análise a partir de 199 estações GPS sobre nivelamento foi realizada para comparação da ondulação geoidal com as anomalias de altura. As anomalias foram calculadas a partir dos modelos do geopotencial (EIGEN-GL04, EIGEN-5C e EGM08 para diferentes valores de grau e ordem). Os modelos que apresentaram melhor consistência com as estações GPS sobre nivelamento foram o EIGEN-GL04C e EIGEN-5C grau e ordem 360 e o EGM08 grau e ordem 360 e 2160. O modelo geoidal do Estado de São Paulo foi gerado para um modelo digital de 5. Utilizou-se a integral modificada de Stokes a partir do pacote computacional canadense SHGEO para o cálculo da componente de curto comprimento de onda. Foram empregados dados gravimétricos já existentes e dados advindos dos trabalhos de campo referentes ao Projeto Temático da FAPESP. No cálculo da componente de médio e longo comprimento de onda foi utilizado o modelo do geopotencial EGM08 (grau e ordem 150). A comparação com os dados GPS sobre nivelamento apresentou média de -0,22 m e RMSD 0,21 m. A escolha do Estado de São Paulo está relacionada à grande quantidade de trabalhos geodésicos e atividades na área da engenharia e que necessitam da utilização de um sistema altimétrico. Além disso, a grande quantidade de dados gravimétricos e de estações GPS/RN é mais uma justificativa para a realização do trabalho no Estado. / The investigation of the altimetry and the geoid model in São Paulo state is the aim of this dissertation. A detailed study concerning the Geodetic Boundary Value Problem was carried out. Moreover, the concepts related to the height system are presented. The analysis of the crust vertical displacement involving two continuous monitoring GPS stations (Cananeia NEIA and Ubatuba UBAT) in the coast of the state was performed. It was detected similar results between the comparison involved IBGE processing. A comparison involving the mean sea level of two tide gauge stations with respect to levelling from Imbituba was carried out. After some corrections the difference found was 0.34 m. A comparison between height anomalies by the Global Geopotential Models (EIGEN-GL04, EIGEN-5C and EGM08 for different degree and order) and 199 GPS observations on Bench Marks of the spirit leveling network was performed. The Global Geopotential Models that presented consistency with GPS on Bench Marks were: EIGEN-GL04C and EIGEN- 5C degree and order 360 and EGM08 degree and order 2160. São Paulo state geoid model was computed in 5 digital model. The modified Stokes integral by the Canadian package SHGEO to compute the short wavelength component was used, from Helmert gravity anomalies derived. Existing gravity data and data from FAPESP Thematic Project was processed. EGM08 model was used as a reference field restricted to degree and order 150 to obtain the long and medium wavelength components. The comparison with GPS on Bench Marks presented mean -0.22 m and RMSD 0.21 m. The reason for the choice of São Paulo state is that there are a lot of geodetic activities and important engineering works that require the use of a height system. Furthermore, there are a lot of gravimetric and GPS/BM data all around the state.

Esta dissertação tem como objetivo o estudo da altimetria e do modelo geoidal no Estado de São Paulo. Para isso, uma abordagem detalhada do Problema de Valor de Contorno da Geodésia foi realizada. Além disso, são apresentados conceitos relacionados ao sistema de altitudes e a determinação das ondulações geoidais. Uma investigação do movimento e deslocamento vertical da crosta terrestre por meio do processamento preciso por ponto de duas estações de monitoramento contínuo (Cananeia NEIA e Ubatuba UBAT), localizadas no litoral paulista, foi efetuada. Constatou-se uma similaridade nos resultados por meio da comparação com o processamento feito pelo IBGE. A comparação envolvendo o Nível Médio dos Mares de duas estações maregráficas com relação ao nivelamento advindo de Imbituba foi outro estudo executado, onde a diferença após algumas correções foi de 0,34 cm. Uma análise a partir de 199 estações GPS sobre nivelamento foi realizada para comparação da ondulação geoidal com as anomalias de altura. As anomalias foram calculadas a partir dos modelos do geopotencial (EIGEN-GL04, EIGEN-5C e EGM08 para diferentes valores de grau e ordem). Os modelos que apresentaram melhor consistência com as estações GPS sobre nivelamento foram o EIGEN-GL04C e EIGEN-5C grau e ordem 360 e o EGM08 grau e ordem 360 e 2160. O modelo geoidal do Estado de São Paulo foi gerado para um modelo digital de 5. Utilizou-se a integral modificada de Stokes a partir do pacote computacional canadense SHGEO para o cálculo da componente de curto comprimento de onda. Foram empregados dados gravimétricos já existentes e dados advindos dos trabalhos de campo referentes ao Projeto Temático da FAPESP. No cálculo da componente de médio e longo comprimento de onda foi utilizado o modelo do geopotencial EGM08 (grau e ordem 150). A comparação com os dados GPS sobre nivelamento apresentou média de -0,22 m e RMSD 0,21 m. A escolha do Estado de São Paulo está relacionada à grande quantidade de trabalhos geodésicos e atividades na área da engenharia e que necessitam da utilização de um sistema altimétrico. Além disso, a grande quantidade de dados gravimétricos e de estações GPS/RN é mais uma justificativa para a realização do trabalho no Estado. / The investigation of the altimetry and the geoid model in São Paulo state is the aim of this dissertation. A detailed study concerning the Geodetic Boundary Value Problem was carried out. Moreover, the concepts related to the height system are presented. The analysis of the crust vertical displacement involving two continuous monitoring GPS stations (Cananeia NEIA and Ubatuba UBAT) in the coast of the state was performed. It was detected similar results between the comparison involved IBGE processing. A comparison involving the mean sea level of two tide gauge stations with respect to levelling from Imbituba was carried out. After some corrections the difference found was 0.34 m. A comparison between height anomalies by the Global Geopotential Models (EIGEN-GL04, EIGEN-5C and EGM08 for different degree and order) and 199 GPS observations on Bench Marks of the spirit leveling network was performed. The Global Geopotential Models that presented consistency with GPS on Bench Marks were: EIGEN-GL04C and EIGEN- 5C degree and order 360 and EGM08 degree and order 2160. São Paulo state geoid model was computed in 5 digital model. The modified Stokes integral by the Canadian package SHGEO to compute the short wavelength component was used, from Helmert gravity anomalies derived. Existing gravity data and data from FAPESP Thematic Project was processed. EGM08 model was used as a reference field restricted to degree and order 150 to obtain the long and medium wavelength components. The comparison with GPS on Bench Marks presented mean -0.22 m and RMSD 0.21 m. The reason for the choice of São Paulo state is that there are a lot of geodetic activities and important engineering works that require the use of a height system. Furthermore, there are a lot of gravimetric and GPS/BM data all around the state.

The thesis aims to analyze the altitude interpretation of the topographic maps of the U.S. and to compare them with Czech topographic maps. I have obtained the source materials for completion of the thesis during the Work and Travel exchange program in the U.S. in 2012, which also inspired me to deal with this thesis topic. The most important producer of U.S. topographic maps is the national company United States Geological Survey, which uses the U.S. customary units based on the Anglo-American measurement system that make a significant difference when interpreting the altitude of U.S. topographic maps and Czech ones. The fact that American society does not use the metric system very much, results in the use of map scales that are unique and very unusual for topographic maps. Another important producer is the company Army Map Service. Since the U.S.A. and the Czech Republic are both member states of North Atlantic Treaty Organization, the production of military topographic maps strictly adheres to the NATO standards.

One of the main problems of current physical geodesy is the unification of local height systems and the creation of the unified global vertical reference frame, whose primary definition constant will be the geopotential value of W0 on the level surface, such as geoid. This problem encounters several pitfalls, such as different types of physical heights used in the world, ways of eliminating the effects of tides on the shape of the Earth's body. The first parts of the thesis describe the theoretical foundations concerning the description of the Earth's gravitational field, the basics of height theory and the solution of the boundary value problems used in geodesy, together with the solution of the Hotine's and Stokes' integral by convolution. Due to the fact that the data of directly measured gravity acceleration for the territory of the Czechia and the Slovakia are not freely available with sufficient coverage, these data were replaced by gravity disturbances calculated from the Global Gravity Model of the Earth. To improve the data obtained from geopotential models, so-called residual terrain modelling was used. It is a spectral combination of gravity field models with relevant Earth's gravitational field quantities, which are obtained by modeling from a digital terrain model and a height model that represents the mean value of topography. The combination of these data consists of calculating those frequencies of the gravitational signal from the digital terrain model that are not a part of the signal obtained from geopotential models that in general have a lower spatial resolution. Two methods were used to connect the local height systems of the Czechia and the Slovakia. The first method was to use the solution of Molodensky's problem. The second method used is originally a method developed to test geopotential models. Both methods were tested on a set of measuring points (GNSS/levelling points).