Нівелювання - це сукупність геодезичних вимірювань для отримання висот точок земної поверхні або перевищень. При нівелюванні спочатку визначають перевищення h однієї точки над іншою. Потім, обробивши отримані результати, знаходять висоти H цих точок, починаючи від точки, висота якої відома щодо прийнятої рівневої (тобто початкової) поверхні.
Результати нівелювання використовуються для складання топографічних планів, при інженерних вишукуваннях, будівництві та експлуатації різних споруд.
Залежно від методу визначення перевищення і застосовуваних при цьому приладів розрізняють наступні види нівелювання:
Найбільшого поширення в геодезії отримав метод геометричного нівелювання.
Виконується горизонтальним візирним променем за допомогою нівеліра. Перевищення однієї точки над іншою визначається безпосередньо з відліків, які беруться по рейках за допомогою горизонтального променя зору.
В результаті державного нівелювання отримують мережу марок і реперів, розташованих на території країни за певним планом. Марки і репери служать вихідними точками для технічного нівелювання.
Для виробництва геометричного нівелювання необхідні спеціальні інструменти - нівеліри і нівелірні рейки.
Тригонометричні нівелювання виконується похилим візирним променем за допомогою теодоліта. Тут перевищення точок визначаються шляхом обчислень за формулами тригонометрії, виходячи з відстані між точками і кута нахилу візирного променя до горизонту.
Тригонометричні нівелювання називається також геодезичним, воно застосовується для створення висотної знімальної основи при складанні топографічних карт. Тригонометричні нівелювання може здійснюватися будь-яким геодезичним приладом, призначеним для вимірювання вертикальних кутів.
При фізичному нівелюванні перевищення точок виходять за допомогою фізичних приладів (баронівеліра, гидростата, радіовисотомір і ін.).
В основі гідростатичного нівелювання лежить властивість вільної поверхні: рідини в сполучених посудинах завжди знаходяться на одному рівні.
При барометричному нівелюванні застосовується баронівелір, прилад, пристрій якого засноване на залежності висоти точки і виміряного на ній атмосферного тиску. Барометричний нівелювання застосовувалося для висотного обгрунтування при створенні топографічних карт дрібного масштабу, застосовується при географічних дослідженнях і різного роду рекогносцировка.
Геометричне нівелювання виконується горизонтальним променем за допомогою геодезичного приладу нівеліра і рейок, лінійних заходи, що встановлюються на точки прямовисно. Перевищення однієї точки над іншою визначається безпосередньо з відліків, які беруться по рейках за допомогою горизонтального променя зору (візирного променя). Існує два способи геометричного нівелювання:
«Нівелювання з середини» полягає в тому, що на закріплені точки, між якими визначається перевищення, прямовисно встановлюються рейки. На рівній відстані від рейок встановлюють нівелір. За обов'язкової умови горизонтальності візирного променя беруть відліки по задній рейці, а потім і по передній.
З креслення слід, що h = a - b, де a - відлік по задній рейці, b - відлік по передній рейці.
«Нівелювання вперед» полягає в тому, що на одну із закріплених точок, між якими визначається перевищення, встановлюють нівелір, а на іншу рейку. За обов'язкової умови горизонтальності візирного променя беруть відлік по рейці b і вимірюють за допомогою рулетки або рейки висоту інструменту i (висоту візирного променя над точкою A).
З креслення слід, що перевищення h = i - b, де i - висота інструменту, b - відлік по рейці
Якщо для визначення перевищення між двома точками, потрібно визначення перевищень між проміжними точками (додаткові постановки приладу), таке нівелювання називається складним, а шукане перевищення визначається, як сума всіх проміжних перевищень