地下空間設施地圖設計及實踐

陶嵐

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

1 引言

日益加快的城市化進程以及用地規模的擴張讓原本稀缺的城市土地資源越來越寶貴，隨即進入的將是城市地下空間的利用和擴張時期。我國城市地下空間從20世紀60年代開始較大規模地開發利用，包括北京、上海、廣州在內的很多城市修建了大量的地下商場、地下軌道交通等一批地下空間設施［1］。現階段各大城市都在規劃建設大型的地下建筑綜合體，以解決城市面臨的諸多問題。

以廣州市為例，雖然目前城市地下管線的探測、地圖編繪以及規劃報建各方面具備較完善的標準規范，但地下空間設施(地下建(構)筑物)的測繪和地圖表達卻還處于探索階段。地下空間設施的地圖表達是整個地下空間設施普查與測繪工作的重要組成部分，是測繪成果表達與信息管理系統開發的基礎性工作。

在此背景下，本文旨在通過研究地下空間設施(不包括地下管線設施)的分類和外業數據采集情況，提出一種合理的地下空間設施地圖的表達方式，為城市地下空間規劃、建設、管理做好基礎性工作。

2 地下空間設施分類和數據采集

地下空間是指在城市規劃區內，為了滿足人類社會生產、生活、交通、環保、能源、安全、防災減災等需求，而在地表以下進行開發、建設與利用的空間。地下空間設施指的是建設在城市規劃區的地下空間，為實現某種功能而規劃建設的系統性設施。

城市地下空間設施按其功能分類可分為以下7類［2］:地下管線設施、地下公共服務設施、地下居住設施、地下交通設施、地下倉儲設施、地下防災設施和地下基礎設施。如圖1所示。本文研究的地圖表達范圍為除地下管線設施之外的后六類地下空間設施。

圖1 地下空間設施分類

地下空間設施數據采集包括地下空間設施的測繪和屬性信息調查。采集數據包括:地下空間設施要素平面位置(建筑輪廓線的坐標及高程、空間中心點的平面坐標和高程。)、起止深度、內邊界屬性、外墻的厚度可視處、地下空間設施的出入口、地下建筑體間的連接通道、人防通道、地下軌道及地下道路等。

3 地下空間設施地圖表達內容要素

地下空間地圖成果以《廣州市城市地下空間設施分層平面圖》為例，按 1∶2 000地形圖的標準進行分幅，以相應圖幅號的 1∶2 000地形圖為基礎參考圖，重點表達城市地下空間設施的分布情況。

地下空間設施需要表示的內容有:每層地下空間設施所在層面(即分層面)范圍，各層性質類型、層數、高程與層高、建筑物名稱、地下空間設施出入口、地下建筑體間的連接通道、地下軌道等［3］。

4 地下空間設施地圖設計

4.1 符號分類

地下空間設施的符號分類主要參考《廣州市城市規劃基礎地理信息系統數據標準1∶500 1∶1 000 1∶2 000》(TMS/SV14－D－2010)的符號分類體系。主要將地下空間設施符號分為如下7個類型:如表1所示。

地下空間設施符號分類 表1

4.2 點狀符號設計

點狀符號參照《城市地下空間設施分類與代碼》(GB 28590－2012)，按照地下空間設施使用功能共分為5個大類，18個亞類以及51個小類符號。其中大類符號之間使用不同外框圖案以示區分:地下公共設施使用圓形○、地下工業及倉儲設施使用3種符號、地下防災減災設施使用圓角矩形、地下交通設施使用長矩形?、地下居住設施使用五邊形。大類符號以該類型首字英文字母構成，亞類符號以該類型中文簡稱構成，小類符號以象形符號構成。

考慮實際作業比例尺的需求，部分非中心城區地下空間設施范圍大、類型簡單可以只使用大類或者亞類符號表示。一般規定為:大類符號用于 1∶10 000圖面，亞類符號用于 1∶5 000圖面，小類符號用于1∶2 000或 1∶500圖面。小類象形符號的設計盡量參照《標志用公共信息圖形符號》(GB/T10001)，并根據比例尺的需要進行相應化簡。點狀符號設計如圖2所示:

圖2 地下空間設施點狀符號設計

4.3 線狀符號設計

線狀符號主要包括地下軌道交通設施和一般線狀設施。地下軌道交通采用軌道雙邊線加軌道中心線的形式表示。一般線狀設施使用 0.3 mm黑色實線表示。如圖3所示:

圖3 地下空間設施線狀符號設計

4.4 面狀符號設計

面狀符號主要用來表示地下空間設施的范圍面，根據地下空間設施的建筑類型不同賦予不同的顏色。空間高度關系用顏色飽和度的漸變表示，漸變顏色由淺到深表示地下空間從地下負一層到最深層。邊線顏色與面填充采用同一色相，不同明度顏色表示。

地下空間設施共分7類:①附建式地下設施，②單建式地下設施，③連接通道口，④地下軌道交通，⑤地下車行通道，⑥地下人行通道，⑦在建地下空間。其中連接通道口使用點狀符號表示面之間的連通關系。如圖4所示:

圖4 地下空間設施面狀符號設計

4.5 空間關系表達設計

地下空間設施空間關系表達設計的重點是解決三維物體二維表達的問題，既在平面地圖上表示地下空間設施的層高，各層之間的重疊關系等問題，達到實用性和直觀性的統一。在此，筆者依據傳統地圖表示方式設計了兩種地圖表達方案:

方案一:根據地下空間設施建造成本的因素，下層地下空間范圍面小于上層地下空間。因此采用由下層至上層的疊加方式可以清晰的表示各層地下空間的壓蓋關系，虛線表示被壓蓋空間分間關系。如圖5所示:

圖5 地下空間關系表達方案一

方案二:用實線繪制地下空間最大范圍面，內推邊線表示空間重疊關系。重疊層顏色填充最上層地下空間面顏色，并用邊線內推虛線表示重疊層數。不重疊空間填充該地下空間面顏色，并用虛線表示分間關系。最大范圍線和分間虛線均用最深地下層顏色表示。內推虛線使用相應空間邊線顏色。如圖6所示:

圖6 地下空間關系表達方案二

4.6 注記設計

在各層外輪廓線范圍內注記層數，即標注地下空間分層注記(如 U1、U2、U3，“U1 夾”分別表示地下負 1、2、3層，負1層夾層)。對于多層的地下空間設施，需要標注每一層的設施性質，其標注規則為“地下空間分層注記+設施性質符號”，地下空間分層注記的排列順序按樓層的絕對高程由高向低進行排序。如圖7所示:

圖7 注記標注示例

4.7 地上要素表達設計

地下空間地圖主要以地下空間設施作為專題要素用彩色系表示，地上空間要素作為地理底圖以灰色(C0M0Y0K50)疊加底層表示。地上空間要素采用城市大比例尺地形圖并進行化簡，圖幅采用 1∶2 000或1∶5 000地形圖標準分幅。地形圖化簡的原則為:根據圖面載負量的要求，影響地下空間設施分層面表達的且重要性較低的地形圖要素可不表示，共選取居民地和垣柵類、工礦建(構)筑物及其他設施類、交通及附屬設施類、管線及附屬設施類、植被類共5個大類。其中地下出入口要素作為反映地下空間設施的進出口應提取用紅色重點表示(C0M100Y80K0)。如圖8所示。

地上建筑注記沿用地形圖建筑結構注記ABCD類不變(如A10，B2等)，地下設施注記用U表示(如U2等)。

圖8 疊加地上空間要素

5 地下空間設施地圖表達實驗

5.1 實驗區域與地圖成果

選擇廣州新CBD珠江新城作為實驗區域，該區域作為廣州新的總部經濟核心區，聚集了廣州塔、廣州國際金融中心、廣州大劇院、廣東省博物館等一系列地標式建筑，地下空間設施建設也較完備，基本覆蓋了設計中所有類型樣本［4］。

首先導入樣本地區 1∶2 000基礎地形圖，并根據圖面負載量進行適當的要素取舍。按照前面的設計方案，進行地下空間設施要素的繪制，在不違背設計原則的基礎上，盡量對某些符號或標注進行大小、線劃粗細的修改以提高圖面的可讀性。根據調整，可以確定點狀符號大小在 3.7 mm～4.0 mm之間，線劃粗細在0.3 mm左右，注記大小為 3.2 mm是最佳視覺比例。圖9所示為依據地圖設計的兩種方案得出的結果:

圖9 方案一與方案二地圖實驗效果

5.2 實驗結果分析

實驗樣區地圖設計結果經評審討論得到以下結論:

(1)兩種方案比較，方案一通過顏色疊加表示地下空間層級關系，由于視覺對色彩飽和度的不敏感性使得這一表示方法不夠直觀。而方案二通過內推邊線以及色彩表達相結合的方式，可以在第一視覺平面上呈現出清晰的空間層級關系，利于地圖的表達。因此方案二優于方案一。

(2)通過色相變化表示地下空間設施建筑的不同種類，通過飽和度變化表示空間高度的方式，符合傳統地圖設色原理，很好地表達了地下空間關系。大面積的建筑選擇CMYK色系中的基礎色C和M兩色，小面積區域選用金黃色和紫色重點突出，整體視覺效果好。

(3)點狀符號的設計根據不同級別使用不同的表達方式，且每一種類使用一種外框符號進行區分，視覺感受上達到了系統性與直觀性的統一。

6 結語

本文以傳統地圖設計理論作為基礎，通過對地下空間設施的種類和外業采集數據標準進行分析，得到了一套完整的地下空間設施地圖表達的方式，并通過實驗樣區進行了充分驗證，著重解決了三維地下空間設施二維表達的實用性與直觀性相統一的問題，為廣州市城市規劃地下空間設施普查技術規程的編寫做出了基礎性的研究工作。但由于實驗樣區的局限性和實際地下空間設施建設的多樣性，設計方案還需要進一步改正和調整，以滿足日常生產的需求。

［1］郭士博，錢建固，呂璽琳．城市地下空間標準化與分類代碼［J］．地下空間與工程學報，2011(2):214～218．

［2］黎樹禧，喻永平．廣州市城市地下空間測量技術研究［J］．測繪通報，2011(9):45～47．

［3］ 趙吉先，吳良才，周世健．地下工程測量［M］．北京:測繪出版社，2005．

［4］汪進，黎均文，張苒．廣州新城市中軸線北段地下空間利用策略及布局探討［J］．規劃師，2010(7):31～35．

［5］袁昶，李精英．城市地下空間特征信息的表達與標準化［J］．地質學刊，2008(3):210～213．

［6］曹一冰，付洪貝，潘志超．地圖設計中的美學研究［J］．測繪與空間地理信息，2011(1):231～233．

［7］馬晨燕，劉耀林，鄒輝東．基于視知覺的多維地圖符號美感建構［J］．測繪通報，2005(5):24～27．