受传统地图学的影响,目前几乎所有的数字地图和GIS都是沿用传统的地图投影理论,由于将地球椭球面投影转换到平面上,将不可避免的产生位置方向和面积等方面的变形。传统地图将投影作为自己参照系的空间数学基础,这在特定用途、局部范围内是可行的。当区域范围从小区域扩展为大区域或全球范围时,传统的投影已不能满足数字地球连续多分辨率和全面用途的需要,此时采用地图投影为空间数学基础会带来诸多问题,使用起来有很大的缺陷。针对传统地图投影理论在表达大区域或全球范围数字地图和GIS时存在的诸多问题,论文首次提出并论述了椭球面数字地图和电子地图的概念及其优越性。借鉴传统地图投影理论表达地表对象的思想,本文提出了利用曲面投影表达椭球面地表对象的思路并在此基础上探讨了椭球面电子地图的绘制、显示和分析的基本方法。基于椭球面表达地表对象由于没有经过椭球面到平面的投影,因此避免了投影变形,有效的解决了大区域或全球范围数字地图和GIS的表达问题,有力地拓展了电子地图与数字地图的分析功能与应用范围。本文提出椭球面电子地图的概念,利用大地坐标描述地理实体的位置并在椭球面上定位和计算,空间直角坐标描绘地理实体的图形并在三维空间定位和计算。即视图空间采用三维直角坐标系统,度量空间仍为大地坐标系统,采用的嵌套系数法进行大地主题的计算,地图显示时将大地坐标影射到空间直角坐标,采用OPENGL进行具体的实现。这样既确保了三维可视化的实现,又保证了空间度量的准确性。