土地用途分区优化算法：提高土地利用合并效率

在描述顾及语义相似度的土地用途分区算法前做两个约定：①江、河、湖泊、水库、居民点以外的铁路、公路、管道运输用地，水利设施中的沟渠和水工建筑物用地不参与分区；②空间邻接：为了避免分区方案提供的分区形状不符合《中华人民共和国国土资源部乡(镇)土地利用总体规划编制规程》(TD/T 1205—2010)的要求，采用空间邻近度的计算方法(艾廷华等，2010)。考察相邻的两个图斑中，面积较小的那个的共享边长与其周长的比值，如果该值小于0.2，则认为两个图斑不邻接。

在土地用途分区过程中，很多是将其转化为最优化问题求解，为了简化问题的求解方法，提高土地利用图斑合并的效率，具体算法如下：

步骤一，在当前图斑群T中提取面积小于εk小图斑集合R，对R中的小图斑按照面积从小到大排序。

步骤二，以面积最小的Rj为当前图斑，对其邻域进行搜索。如果当前图斑的邻域内不存在面积小于εk的图斑，则判断图斑的模式：

a.如果属于模式①，则将小图斑直接合并到大图斑，合并后的分区类型为大图斑的类型，转到步骤一。

b.如果属于模式②，则将小图斑与其相邻接图斑计算语义相似度，将小图斑合并到语义相似度较高的大图斑中，合并后的分区类型为大图斑的类型，转到步骤一。

如果当前图斑的邻域存在面积小于εk的图斑则继续进行搜索邻域内的小图斑，并将当前小图斑Rj与其邻域的小图斑形成新的小图斑集合R′，并判断图斑的模式：(www.xing528.com)

c.如果属于模式③，则分别计算小图斑与大图斑的语义邻近度，并按其大小将小图斑依次合并到大图斑，合并后的分区类型为大图斑的类型，转到步骤一。

d.如果属于模式④，则将对每个小图斑与其邻接的大图斑计算语义相似度，并按其大小将小图斑合并到语义相似度较高的大图斑中，合并后的分区类型为大图斑的类型，转到步骤一。

e.如果属于模式⑤⑥，则对两两相邻的图斑计算其语义相似度，并对其从高到低进行排序，取语义相似度最高的两个图斑进行合并，合并后的分区类型取面积大的为新图斑的类型，判断新图斑面积是否大于εk；生成新的小图斑集合R″，判断R″的模式，如果属于模式⑤、⑥，则继续采用该方法进行合并，否则根据其模式分别转到a、b、c或d。

步骤三，判断小图斑集合R是否还有小图斑，若有则返回步骤一，否则转到下一步。

步骤四，调整合并后的土地用途区，使合并后的变化值达到最小。