随着计算机辅助制图技术和地理信息系统的迅速发展,使得地图制图技术发生了翻天覆地的变化,具体体现在：制图时间缩短,制图工艺转变为计算机地图制图一体化,地理空间信息符号化表达的形式也由纸质地图向数字化地图的方向发展。地理信息系统是以地图为基础的空间信息系统,地图是记录地理信息的一种图形表达方式,地图符号是地图形象化的语言,它由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成,不但能表示地理要素的空间位置、形状、质量和数量特征,还能表示地理要素之间的关联和区别。地图符号是地图的语言,是地图的主要表达形式,是传递空间地理数据信息的主要媒介,是区别其他表示地理图形的一个重要特征。本文在充分分析地形图图式的基础上,提出了地图符号数学化的定义且运用C#语言和ArcGIS提供的二次开发组件库ArcGIS Engine,实现了地图符号的设计以及地图符号化。对地图符号基础理论的理解和掌握作为开发GIS中地图符号设计以及地图符号化实现的先决条件。本文首先从地图符号的基本概念、类型、特性和功能、视角变量以及地图符号库的存储方式等5个方面介绍了地图符号的基础理论,在地图符号数学定义研究的基础上,提出了点状地图符号、线状地图符号和面状地图符号的数学定义,且给出了依比例、不依比例和半依比例地图符号的数学定义。在地图符号视角变量理论研究的支持下,本文又分别给出了形状变量、位置变量、色彩变量、尺寸变量、密度变量以及方向变量6个视角变量的数学定义。本文在深入分析研究点状、线状、面状地图符号的特点、构造原理的基础上,设计了点状、线状、面状地图符号库,通过地理信息系统平台ArcGIS的二次开发组件库ArcGIS Engine,实现了地图符号管理、地图符号选择、地图符号编辑以及地图符号库的格式转换等功能,解决了ArcGIS平台下地图符号设计和地图符号化薄弱的问题以及地图符号文件格式不能相互转换的问题。最后,通过模块实现了点、线、面状地图符号的设计以及地图符号化的功能,实验结果表明该模块实现了地理空间信息符号化表达。