系统全局最短路径规划作为非线性组合优化中的一个经典问题，在现实生活中有着广泛的应用，最小Steiner树问题是全局最短路径研究的理论基础。因此研究最小Steiner树的全局优化算法具有重要的理论意义和广泛的应用价值。由于最小Steiner树问题已被证明是NP-hard问题，除非P=NP，否则Steiner树问题不存在多项式时间算法，因此寻找合适的智能优化方法是求解此问题的有效途径。本文在最小Steiner树的理论基础上结合可视化实验探讨系统全局最短路径的求解方法。以物理可视化实验为依托，采用实验→算法→实验→工程应用的技术研究路线，对可视化实验结果进行分析，探索了可以构造出满最小Steiner树的简单系统的固定点集特征，结合Melzak的几何构图原理设计长边消去法构造出简单系统——F凸路上点集的最短路径即满最小Steiner树。由于复杂系统的满最小Steiner树不一定是最短路径，本文设计分块消边算法在固定点的最小生成树上分解出包含长度较长的边的若干个F凸路，按照长边消去法构造个各个F凸路上固定点的满最小Steiner树并删除原有F凸路，从而构造出系统的全局最短路径。最小生成树在其它算法中常被作为最优解来检验算法结果，而分块消边算法则是对固定点的最小生成树进行优化，以求得到比其更短的线路长度，所以优化效果是非常有效的，本文得到的结果与可视化实验结果近似比例最高达99.84％。本文通过简单的图形实例验证了算法的可行性，并通过具体如实例河南省主要城市高速公路设计、最优通讯网络设计问题和海阳市电网设计，将利用分块消边算法得到的数据与最小生成树进行对比分析，证明了算法的实用性与有效性。