公共交通系统作为城市运转的重要组成部分已成为学界研究的焦点。利用贵阳市中心城区调研数据，引入地形感知变量，构建不包含潜变量的Logit模型和包含潜变量的SEM-Logit模型分析变量对居民公共交通出行选择的影响。结果表明：包含潜变量的SEM-Logit模型比不包含潜变量的Logit模型拟合度更佳，个人属性变量中，性别、年龄、受教育程度、个人月收入、驾照持有情况、家中小汽车规模显著影响居民公共交通出行选择；潜变量因素中，目的地可达性、吸引力、地形感知对居民公共交通出行选择造成显著负向影响，即公共服务设施越便捷、小区吸引力越强、地形感知越大，居民选择公共交通出行的概率越小，而出行态度和活动支持与居民公共交通出行选择具有正相关性。地形感知对老年人与中年人公共交通出行选择均产生负向影响，但对中年人的影响程度大于老年人；地形感知对长期居住者公共交通出行选择的影响具有持久性和适应性，对短期居住者公共交通选择削弱较小。研究结论可为山地城市规划和交通建设提供指导。