数据是地理信息系统(Geographical Information System，GIS)的基础，数据模型则是用来表达地理信息系统中数据之间联系与逻辑组织的形式。在城市公共交通领域，道路、公交、地铁、轻轨，轮渡等类型众多，站点密集，线路交错，利用程度高，针对这些特点，其GIS建设需要构建一个科学高效的网络数据模型用以存储和组织数据。但是传统的网络数据模型适合于单一要素的具有直接拓扑关系的空间对象集合，难以描述这种多类型、多关系的公共交通网络(Public Traffic Network，PTN)结构。因此，需要根据公共交通网络的特点，对传统模型进行有效的改进和扩展，以此构建一个稳定、实用的城市多类型公共交通网络(Multi-Modal Public Traffic Network，MPTN)数据模型。这也是在当前交通设施建设和信息技术发展前提下，提高城市公共交通系统信息化和智能化程度的关键环节之一。本文针对城市PTN的特点，分析了现有的PTN数据模型，在传统交通网络模型的理论和方法基础上，对各要素停靠点空间关系进行了分析和抽象，考虑了空间相离站间的弱连通关系，建立了适合于跨类型、站点紧邻表示的扩展拓扑关系，构建了多类型公共交通网络——MPTN数据模型。基于这种模型结构，本文设计了面向城市公共交通应用的最优路径算法和基于最少换乘次数的最优路径算法，及其相应的数据结构与存储方式。最后，采用Visual C++和Access数据库平台，开发了城市公共交通GIS的原型系统，系统利用MPTN数据模型，建立了数据采集、信息浏览查询、一般路径分析和最佳乘车方案分析等功能，可以实现考虑步行方式(步行距离小于最大步行容忍距离)的多种公共交通方式的换乘。