随着计算机科学和地理信息科学的迅速发展，地理信息系统(GIS)因其强大的空间分析功能得到了广泛的应用。路径分析是GIS中最普遍也是最基本的功能，其核心是对最优路径求解。本文研究的主要内容就是最优路径分析在公共交通中的应用。文章的结构按照“模型建立—算法研究—系统实现”的思路来组织。在研究公交网络模型中，详细分析了公交网络的特点，指出道路模型不适合公交网络模型。同时，指出了从具体的公交网络抽象成公交网络拓扑模型需解决的关键问题。并对公交网络的具体形态进行分析，详细研究了公交站点的分布情况，给出了对公交站点进行合理的抽象、合并的方法和原则。最后给出由现实的公交网络到拓扑模型的建模方案和公交网络拓扑模型的相应定义。在最优路径算法研究中，分析了乘客选择公交出行的主要考虑因素，提出了以最小的换乘次数和最短的出行时间为双目标的公交出行最优路径模型，并给出了两种求解模式下的相应算法。最后，讨论了公交随机路径旅行费用与时间和距离相关时的GERT算法，为乘客选择出行路径提供相关帮助参数。在GIS系统实现方面，首先研究了实现GIS系统的关键技术—动态分段技术。它是管理线性要素的一种新技术，可以实现对线性特征的动态分析、显示和绘图，并能解决多重属性地理要素的表达问题。目前已在ARC／INFO等GIS软件中得以实现，本文探讨了在MapXtreme软件平台下实现动态分段思想的关键方法，并将其应用到公交网络分析中。文章最后提出“城市公交信息查询系统”(WEBGIS)的总体方案，并结合具体的公交数据，实现了其中的关键模块。