基于CiteSpace的中國城市地下空間研究發(fā)展綜述

張 志，吳夢涵

(1.中國地質大學(武漢)公共管理學院，湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢)自然資源部法治研究重點實驗室，湖北 武漢 430074)

城市地下空間作為城市的戰(zhàn)略性空間資源和新型國土資源，它的合理開發(fā)已成為醫(yī)治“城市綜合癥”、提高城市土地利用效率、緩解城市交通、擴充基礎設施容量、改善城市生態(tài)、實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[1-2]。不僅如此，城市地下空間由于其空間特殊性，具有抗震、恒溫、恒濕等諸多優(yōu)點，且兼具人防設施作用，具有重要的戰(zhàn)略意義。李克強總理在2017年的政府工作報告中提出了“統(tǒng)籌城市地上地下建設，加強城市地質調查”的要求[3]。2020年我國的“十四五”規(guī)劃將構建智慧城市建設提上議程，城市地下空間作為城市建設的重要組成部分，應針對以往開發(fā)總體協(xié)調性差、利用形式單一等問題，統(tǒng)籌考慮城市空間三維立體化體系，建立城市地下空間多業(yè)態(tài)融合發(fā)展模式，并提升管理的智慧化水平及推行一網(wǎng)統(tǒng)管，實現(xiàn)多層城市空間互通互聯(lián)[4-5]。

隨著城市地下空間開發(fā)利用的持續(xù)推進，與其相關的學術研究也在不斷深化，涉及城市地下空間的方方面面，包括地下空間開發(fā)與管理、地下綜合管廊、地下空間權與立法、地下空間資源評價、地下空間規(guī)劃設計、地下空間信息技術等。然而，以往綜述性文獻多以定性研究為主,著重闡述特定方面的現(xiàn)狀與趨勢，缺乏從量化及可視化角度對該領域文獻的整體梳理和述評。為了更全面、清晰地展現(xiàn)我國城市地下空間的歷史演進歷程與研究趨勢,本文以1990—2021年間中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中與地下空間研究相關的學術期刊作為研究樣本，基于文獻計量學，運用可視化文獻計量分析軟件CiteSpace對該領域的研究熱點、方向及前沿問題進行可視化分析，為今后的學術研究與實踐應用提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1. 1 數(shù)據(jù)來源

本文分析所用的文獻數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫。首先，為了獲取最能代表該方向研究成果和水平的文獻作為分析數(shù)據(jù)，文獻來源類別不選擇“全部期刊”， 而是“核心期刊”，即在高級檢索的來源類別中選擇SCI來源期刊、EI來源期刊、北大核心期刊、CSSCI來源期刊、CSCD來源期刊；其次，將檢索條件設置為主題中含有檢索詞“城市地下空間”“地下空間開發(fā)管理”“地下工程”“地下空間立法”“地下空間規(guī)劃”“地下車庫”“三維地籍”“地下空間估價”“地下空間信息技術”“智慧地下空間”，檢索時間范圍為1990年至2021年，共檢索到相關中文文獻3 786條；最后，將重復文獻、極少數(shù)會議稿、無作者或單位的文獻剔除，最終獲取3 368條有效文獻作為分析數(shù)據(jù)。

1. 2 研究方法

本研究運用可視化文獻計量分析軟件CiteSpace對城市地下空間研究的相關文獻進行可視化分析。CiteSpace 是由美國德雷賽爾大學計算機與情報學學院陳超美教授開發(fā)的一款文獻計量分析軟件，具有良好的可視化效果[6]。本文利用該軟件處理數(shù)據(jù)，對城市地下空間研究相關文獻的發(fā)文數(shù)量變化、關鍵詞的共現(xiàn)、聚類及突現(xiàn)進行分析，生成直觀的知識圖譜來展現(xiàn)該領域的研究熱點與前沿，并結合內容分析法對相關研究的可能發(fā)展趨勢作出預判，以期為后續(xù)研究提供參考；同時，利用高頻作者與研究單位圖譜為評價科研人員的學術影響力提供新的視角，挖掘出城市地下空間開發(fā)利用研究歷程中的重要節(jié)點，有助于發(fā)現(xiàn)研究重點的變遷。

2 我國城市地下空間研究的文獻特征分析

2. 1 文獻數(shù)量時序分析

通過對獲取的文獻數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)1990—2021年這30年來我國城市地下空間研究領域相關文獻的發(fā)文數(shù)量在時間序列上整體呈上升趨勢，如圖1。

圖1 1990—2021年我國城市地下空間研究領域相關 文獻的發(fā)文數(shù)量時序分布圖

1990年以前，我國城市地下空間的研究基本處于空白狀態(tài)，直到1981年由中國巖石力學與工程學會主辦的《地下空間》雜志(現(xiàn)名《地下空間與工程學報》)創(chuàng)刊后，地下空間才開始進入中國學術界的視野[7]。雖然20世紀90年代初我國部分學者開始關注城市地下空間的開發(fā)利用，但這期間的發(fā)文量并不多，直到1997年我國《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》的出臺，使得城市地下空間的研究從單一的“平戰(zhàn)結合”人防工程建設轉向與城市建設相結合的綜合性復合利用[8]，學術界對其的關注度也日益增加[9]。2005年我國《城市規(guī)劃編制辦法》和2007年《中華人民共和國物權法》的出臺，以及全國超過20座城市開始大規(guī)模規(guī)劃建設地鐵，城市地下空間的開發(fā)進入了一個小高潮，致使2005—2014年間該領域的發(fā)文數(shù)量呈指數(shù)型增長。2015—2018年期間，我國的軌道交通、綜合管廊以及地下車庫建設處于快速增長期，再加上國家相關政策的大力扶持，相關文獻發(fā)文數(shù)量保持穩(wěn)中有升的增長趨勢。

2. 2 研究團隊識別

通過作者共現(xiàn)分析可以識別某領域主要研究團隊交叉合作的強度，并能清晰地呈現(xiàn)核心研究者的互引關系，進而評估其在該領域的學術影響力。在CiteSpace軟件中將時間切片設置為1年，選擇作者為節(jié)點類型，運行軟件后得到1990—2021年我國城市地下空間研究領域高頻作者及其中介中心性結果(見表1)和作者的發(fā)文圖譜(見圖2)。

表1 我國城市地下空間研究領域高頻作者及其中介中心性結果

圖2 我國城市地下空間研究領域作者的發(fā)文圖譜

根據(jù)普賴斯定律[10]，在城市地下空間研究領域發(fā)文頻次大于5次的作者為核心作者。為了方便統(tǒng)計，表1展示了該研究領域發(fā)文頻次居前12名的核心作者。從發(fā)文頻次看，發(fā)文頻次最高的分別是陳志龍與張平、朱合華、束昱和徐生鈺所在的研究團隊(見表1)，這四個研究團隊在城市地下空間研究領域也各有側重：陳志龍與張平所在的解放軍理工大學工程兵工程學院地下空間研究中心團隊主要側重于城市地下空間的規(guī)劃與需求預測，如由陳志龍主編的《中國城市地下空間發(fā)展藍皮書(2015—2019)》匯集了我國城市地下空間的基礎數(shù)據(jù)與核心指標，是一本具有較高參考價值的出版物；發(fā)文頻次排名第二的同濟大學朱合華帶領的土木工程學科出身的研究團隊更側重于城市地下空間與工程數(shù)字化研究，包括隧道及地下結構設計與智慧地下基礎設施建設等；同濟大學地下空間研究中心的束昱教授所在的團隊一直致力于城市地下空間規(guī)劃與法制化建設，曾主編《中國城市地下空間規(guī)劃編制導則》，并參與了1997年由建設部頒布的《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》(我國第一部城市地下空間法規(guī))的撰寫；而南京理工大學經(jīng)濟管理學院的徐生鈺團隊則另辟蹊徑，主要研究城市地下空間的產(chǎn)權與經(jīng)濟問題。

結合作者共引圖(見圖2)也可以看出：學者陳志龍和朱合華形成的節(jié)點最為顯著，位于核心圈，與周邊其他作者的合作關聯(lián)度相對較高，但都是小范圍交流，程度不深；還有部分發(fā)文量較大的作者如徐生鈺、童林旭等位于外圈，說明與該研究領域其他作者的合作關聯(lián)度較差。

CiteSpace采用中介中心性來衡量節(jié)點中心度，中介中心性越高，標志著該作者越活躍，越能起到兩兩合作聯(lián)系的作用[11]。由表1可知：只有朱合華作者的中介中心性達到0.01，說明他不僅發(fā)文量貢獻大，而且與其他作者之間的合作聯(lián)系也較為顯著；除此之外，其他作者的中介中心性均不顯著，都為 0，表明該研究領域的作者之間缺乏合作與交流，關聯(lián)性較差，尚未形成具有影響力的學術圈與合作網(wǎng)絡。

2. 3 研究機構分析

為了了解我國城市地下空間研究領域內的主要研究機構，以及不同研究機構之間在學術上的合作程度和發(fā)文貢獻，在CiteSpace軟件中設置作者合作分析，選擇研究機構作為節(jié)點類型，運行軟件后生成我國城市地下空間研究領域相關研究機構的合作網(wǎng)絡圖譜和發(fā)文頻次表，見圖3和表2。

圖3 我國城市地下空間研究領域相關研究機構的合作 網(wǎng)絡圖譜

研究機構合作網(wǎng)絡圖譜中節(jié)點的大小表示研究機構發(fā)文量的多少，節(jié)點之間的連線表示研究機構間的共現(xiàn)關系，而網(wǎng)絡密度則表示各個節(jié)點之間的緊密程度[12-13]。由圖3可知：我國城市地下空間研究領域的相關研究機構共現(xiàn)有329個節(jié)點，61條連接線，網(wǎng)絡密度為0.001 1，說明該研究領域的相關研究機構合作網(wǎng)絡并不明顯，非常分散，相關研究機構間合作很弱，基本各自獨立研究；該研究領域合作最頻繁的研究機構為同濟大學，而其他大部分研究機構并不活躍，鮮少與其他研究機構合作，僅局限于本單位內部或個別研究機構合作，跨區(qū)域合作更是少之又少，使其研究深度與廣度受到局限，這與表1得到的作者朱合華與其他作者間的合作聯(lián)系較顯著的結論相符。同濟大學作為我國城市地下空間研究領域最權威的科研單位，學術影響力大，其研究方向涵蓋城市地下空間工程、規(guī)劃、建筑與法學等，因此形成了不同的研究團隊，表1中的高頻作者朱合華、束昱、彭芳樂、劉春彥均來自于同濟大學的不同專業(yè)，各團隊之間可以更好地互通協(xié)作。

表2 我國城市地下空間研究領域相關研究機構的發(fā)文頻次表

由表2可知：發(fā)文頻次前十二的研究機構中，位于前列的分別是同濟大學、上海市政工程設計研究總院(集團)和解放軍理工大學，而我國城市地下空間研究領域發(fā)文頻次較多的學者朱合華、束昱、陳志龍分別是同濟大學和解放軍理工大學的研究人員，這也說明了核心作者與核心研究機構的一致性；其次，從研究機構類別來看，高校和設計研究院是該領域研究的主要陣地，隨著城市地下空間智慧規(guī)劃[14]以及信息化建設，研究主力開始從院校向工程設計研究院甚至一些建筑或規(guī)劃公司轉移，如上海市政工程設計研究總院、廣州市城市規(guī)劃勘探設計研究院、中國建筑股份有限公司、南京慧龍城市規(guī)劃設計有限公司等；從研究機構所處的地域來看，排名靠前的研究機構基本來自華東的上海和南京，說明上海市的快速發(fā)展促進當?shù)刂髁υ盒ｉ_始進行城市地下空間的研究，并帶動周邊城市南京以及城市地下空間開發(fā)利用領先的地區(qū)，使其研究氛圍濃厚、文獻產(chǎn)出量高、研究機構合作也相對較多。

總體而言，我國城市地下空間研究領域的相關研究機構區(qū)合作網(wǎng)絡還相對分散，30年以來的研究還未形成一個整體的群簇結構。整體來看，該研究領域的相關研究機構之間交流合作較少，缺乏合作研究，尚未形成較大的研究規(guī)模，而且合作力度較大的研究機構往往處在同一地區(qū)或同一學校中，跨區(qū)域合作僅限于具有相同學術背景的研究團隊，比如陳志龍與束昱團隊。由此可見，未來該研究領域各個研究機構之間的合作空間還很大，特別是該研究領域交叉學科的合作有待加深加強。

3 我國城市地下空間研究熱點與前沿分析

3. 1 研究熱點分析

關鍵詞是對文獻內容的高度概括，通過對關鍵詞共現(xiàn)分析繪制了時區(qū)視角共現(xiàn)圖譜，識別城市地下空間領域研究主題的演化路徑，從時間維度上反映知識演進，清晰地展示出文獻更新及其相互影響[15]。在此基礎上，再通過關鍵詞聚類分析，清晰、準確地把握該研究領域的研究熱點。

3.1.1 研究熱點演化分析

在CiteSpace軟件中將時間切片設置為1年，節(jié)點類型為“Keyword”，閾值采用Top N，網(wǎng)絡裁剪選擇 Pruning Sliced Networks，網(wǎng)絡中節(jié)點采用年輪樹顯示，繪制了我國城市地下空間研究領域關鍵詞的時區(qū)視角共現(xiàn)圖譜，如圖4所示。

圖4 我國城市地下空間研究領域關鍵詞的時區(qū)視角 共現(xiàn)圖譜

由圖4可以看出：我國城市地下空間研究熱點的演變路徑與其開發(fā)實踐歷程密切相關，從早期以市政工程為導向的單一地下工程建設，到綜合性的復合利用，再到以地下交通為主導的網(wǎng)絡化發(fā)展，最后到打造立體化生態(tài)城市，城市地下空間的研究領域與學科也從最初的土木工程為主，發(fā)展到涵蓋建筑、交通、管理、規(guī)劃、計算機、法律等多學科的交叉融合研究，城市地下空間的研究內容也變得更加豐富，具體可將我國城市地下空間研究領域關鍵詞的演化過程劃分為以下3個階段：

(1) 第一階段(1990—2002年)：這個階段的高頻關鍵詞主要有城市地下空間、人防工程、軌道交通、可持續(xù)發(fā)展、施工改造等。在20世紀90年代以前，我國城市地下空間的主要功能為人防工程、市政管線以及平戰(zhàn)結合的地下商業(yè)街，整體功能單一，規(guī)模較小[16]，研究的關注重點側重于土木工程方面的開發(fā)技術問題。自1997 年原建設部頒布了《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》后，城市地下空間的研究才開始有了明確的方向，從單一的“平戰(zhàn)結合”人防工程建設轉向與城市建設相結合的綜合性復合利用[8]。

(2) 第二階段(2003—2014年)：這個階段的高頻關鍵詞主要有地下空間管理體制、規(guī)劃、產(chǎn)權與立法、建設用地使用權、地下管線、地下空間設計等。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，為了緩解交通擁堵等“城市病”，城市地下空間的發(fā)展逐漸形成了以城市軌道交通為主體的網(wǎng)絡化布局。特別是自2003年原建設部發(fā)布了《城市地下管線探測技術規(guī)程》(CJJ 61—2003)后，我國城市地下空間開發(fā)的重點功能也逐漸向軌道交通、綜合管廊和地下綜合體方向發(fā)展[17]。雖然這個階段我國城市地下空間需求旺盛，但相關立法與規(guī)劃卻相對滯后。2007年《中華人民共和國物權法》出臺前后，學者們加大了對城市地下空間權的關注，涌現(xiàn)出王利明[18]、梁慧星[19]、Zhang等[20]從立法、法律制度及產(chǎn)權不同角度對城市地下空間權進行探討。此外，城市地下空間開發(fā)不僅是空間與技術問題，也是規(guī)劃與協(xié)調問題。針對我國城市地下空間早期的盲目開發(fā)導致其規(guī)劃與管理的無序性，一些學者開始研究智慧規(guī)劃[14],并提出地下紅線、地下規(guī)劃留白[21-23]等理念;同時，也有學者對城市地下空間管理模式與體制的構建進行了深入研究[24-25]。

(3) 第三階段(2015年至今)：這個階段的高頻關鍵詞主要有土地立體利用、綜合管廊、地下車庫、地下空間評估、三維地籍等。我國城市地下空間的開發(fā)與使用在一定程度上緩解了人地矛盾，城市發(fā)展從向地下要空間到更注重生態(tài)化與宜居度，加之科技的發(fā)展與社會的進步，城市地下空間的發(fā)展也更加數(shù)字化與智慧化。在相關政策支持下，這一階段我國綜合管廊以及地下車庫得到了空前發(fā)展，特別是將城市地下空間納入國土空間規(guī)劃后，綜合構建城市空間三維立體化體系、建立城市地下空間多業(yè)態(tài)融合發(fā)展模式被提上日程，三維地籍以及基于智慧城市的數(shù)字孿生技術的研究開始成為熱點，同時許多新的理念和觀點也被相繼提出，如TOD模式[26]、LADM 模型、站城一體化[27]、BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術[28]、GIS[29]等信息技術都被引用到城市地下空間研究領域。

3.1.2 關鍵詞聚類分析

根據(jù)關鍵詞的不同特征，在關鍵詞共現(xiàn)分析的基礎上，使用CiteSpace軟件中的Clustering功能對關鍵詞進行聚類分析，從關鍵詞中提取聚類名稱，得到我國城市地下空間研究領域關鍵詞的聚類網(wǎng)絡圖譜[30]，如圖5所示。綜合比較，選用CiteSpace軟件中提供的LLR算法進行聚類主題提取，并按照Citespace提供的聚類方法完成聚類后，選擇K(按照關鍵詞提取聚類指標)，最終得到19個聚類。

圖5 我國城市地下空間研究領域關鍵詞的聚類網(wǎng)絡圖譜

根據(jù)網(wǎng)絡結構和聚類清晰度，一般認為聚類分析可依據(jù)模塊值(Q值)、平均輪廓值(S值)來評價知識圖譜的繪制效果，Q值、S值均在[0,1)區(qū)間內，當Q>0.3、S>0.5時，認為該聚類是合理的[31]。本次聚類的Q值為0.611 4、S值為0.611 5，說明聚類程度較好，有研究意義。結合樣本文獻的解讀，可以從“地下工程”“地下空間評估”“地下空間權與立法”“地下空間管理與規(guī)劃”和“地下空間信息技術”五個方面對聚類關鍵詞進行概括和闡述：

(1) 地下工程研究。聚類#2“綜合管廊”的相關研究是2015—2018年我國城市地下工程研究的熱門話題。綜合管廊的建設是保障城市運營安全、促進城市可持續(xù)發(fā)展、提升城市行政水平的一項重要舉措[32]。伴隨著智慧城市的推進，如何建立一體化管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及構建智能的管理管廊平臺，實現(xiàn)與智慧城市的對接，是近些年的研究熱點。而聚類#4“安全管理”、#6“施工技術”和#9“人性化設計”也是綜合管廊研究衍生出來的熱點。此外，在城市地下工程研究領域，學者們也對地下市政[33]、地下物流[34]等建設模式進行了有益探索。

(2) 地下空間評估研究。城市地下空間資源評價是開展城市地下空間開發(fā)利用的前提。聚類#8“資源評估”的相關研究是地下空間資源評價的部分內容，目前地下空間評估研究內容包括價格評估[35-36]、綜合效益類評估[37]、環(huán)境資源類評估[38]、災害類評估[39]等，評估方法主要有層次分析法[40]、三維評價方法[41]、模糊綜合評判法[42]等。

(3) 地下空間權與立法研究。土地的立體利用，必然會帶來土地權利觀念和立法模式的轉變。聚類#11“產(chǎn)權”、 #12“地籍管理”、 #19“三維部署”這三個關鍵詞是我國近期地下空間權與立法研究的熱點。土地利用從平面轉向立體，導致三維地籍為核心的土地立體化管理模式迫在眉睫。三維地籍的使用和地下空間確權，可以表達出地面、地上和地下三類空間的分布與利用狀況，并記錄各個空間的拓撲信息，為后續(xù)的進一步開發(fā)利用提供高效的信息[43]，同時也能為不斷涌現(xiàn)的地下車庫權屬糾紛提供法律依據(jù)。

(4) 地下空間管理與規(guī)劃研究。我國城市地下空間開發(fā)利用起步較晚，管理水平普遍不高，政出多門以及地上地下“兩層皮”、城市地下空間規(guī)劃滯后等諸多問題并存，給其開發(fā)利用帶來了諸多負面效應。聚類#13“行政管理”、#14“管理規(guī)定”、#15“總體規(guī)劃”這些關鍵詞說明各地開始積極探索地下空間管理體制的構建，如上海市建立了城市地下空間管理聯(lián)席會議[44]、珠海市建立了聯(lián)席會議+人防牽頭的管理模式[45]、杭州市成立了地下空間開發(fā)利用領導小組[46]等。同時，從2014年“多規(guī)合一”試點工作開始試行到2019年的全面啟動，我國城市地下空間規(guī)劃如何與總體規(guī)劃銜接融合也是近期研究的熱點之一。

(5) 地下空間信息技術研究。在地下空間信息技術方面，學者們普遍認為現(xiàn)代城市地下空間的綜合管理需要以現(xiàn)代信息技術為依托[47]。聚類#5“GIS”、 #10“信息化”、 #17“點云”等是我國城市地下空間信息研究的重點，除此之外，大數(shù)據(jù)云管理、VR/AR三維可視化、土地管理領域模型(LADM)等新方法的運用，也便于提升城市地下空間建造認知效率。

3. 2 研究前沿分析

通過對關鍵詞的突現(xiàn)分析，可以進一步了解該領域研究的前沿動向。關鍵詞的Burst值(即突現(xiàn)值)越高，則表示該關鍵詞在一段時間內出現(xiàn)過共現(xiàn)頻次激增的情況，是研究前沿的“腳印”[48]。通過參考該關鍵詞的持續(xù)時間，可以得知某個時間段內的研究熱點，可為預測今后的研究方向提供參考和指引。采用Citespace軟件進行突發(fā)性檢測的具體參數(shù)選擇如下:節(jié)點類型設置為“Keyword”，術語提取采用“Noun Phrases”，閾值K取30。通過突發(fā)性檢測，得到我國城市地下空間研究領域關鍵詞的突現(xiàn)圖譜，如圖6所示。

圖6 我國城市地下空間研究領域關鍵詞的突現(xiàn)圖譜

由圖6可以看出：

(1) 2010年之前，我國城市地下空間研究領域呈現(xiàn)出關鍵詞密度高、討論主題多元化及專門化的特點，既有“立法”“信息化”“規(guī)劃”“安全管理”“地下空間資源”等與城市地下空間開發(fā)利用的某一方面相關的新熱點，也有“城市更新”“可持續(xù)發(fā)展”等開發(fā)理念方面的內容，其中“城市更新”關鍵詞突現(xiàn)值超過10，表明在1990—2004年對該關鍵詞的研究較多，并在之后也衍生出了“規(guī)劃留白”“地下紅線”等城市地下空間開發(fā)理念。

(2) 2010—2017年，從突現(xiàn)詞的影響周期來看“綜合管廊”“控制性詳細規(guī)劃”這些突現(xiàn)詞的影響時間最長，這也和國家政策導向密不可分。首先，隨著2014年我國《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》的頒布，以地下市政為主要研究方向的綜合管廊建設，包括綜合管廊、工程技術、智能化監(jiān)管運維及安全保障[49-50]依舊會成為未來城市地下空間發(fā)展的熱點問題；其次，隨著我國國土空間規(guī)劃“一張圖”要求的提出，如何對接國土空間規(guī)劃體系實現(xiàn)多規(guī)合一，如何構建城市地下空間三維信息平臺、從立法層面明確城市地下空間綜合管理部門和機制、健全法規(guī)政策體系等依然會是未來幾年地下空間研究的重點。

(3) 2018年至今，“地質環(huán)境”“適宜性評價”作為新的研究熱點正在迅速上升。在這期間，強度最高的關鍵詞為“適宜性評價”，這是因為深地資源的開發(fā)是我國“十三五”期間的重大戰(zhàn)略之一，地質環(huán)境的探測以及客觀評價城市地下空間開發(fā)適宜性是深地資源開發(fā)的前提和依據(jù)，而且隨著“智慧城市”“韌性城市”的提出，構建立體城市交通網(wǎng)絡、構建地下物流系統(tǒng)以及地下工程施工技術、開發(fā)地下空間智慧管理平臺都是實現(xiàn)城市智能管理與運營不可或缺的技術支撐，將是今后地下空間研究的熱點。

3. 3 我國城市地下空間未來的發(fā)展趨勢分析

隨著“決戰(zhàn)深部”“智慧城市”“多規(guī)合一”和“城市雙修”等一系列戰(zhàn)略決策及城市發(fā)展理念的提出，我國城市地下空間未來的研究方向更需要交叉學科的深入和技術方法的創(chuàng)新，交叉學科的研究主體也逐漸得到重視并日趨多元化[50]。我國城市地下空間未來的發(fā)展趨勢如下：

(1) 地下工程的綠色化生態(tài)化發(fā)展。2017年“城市雙修”與2020年“雙碳”戰(zhàn)略的提出，指明我國城市地下空間在未來的開發(fā)過程中必然走向綠色、環(huán)保、低碳的發(fā)展模式。具體體現(xiàn)在兩個方面：一是地下建筑材料與施工技術的綠色化。新材料、新工藝的使用能更好地節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、節(jié)成本，凈化環(huán)境并提高整體綜合效益，如一些新能源技術、地熱利用技術、能源隧道等。二是未來城市地下空間的開發(fā)和設計會更加人性化和生態(tài)化。隨著城市地下空間物理環(huán)境的逐步飽和，地下作業(yè)人群的生理和心理健康會備受關注，地下空間物理環(huán)境設計以及心理環(huán)境影響評價和優(yōu)化方法是影響城市地下空間質量的重要因素，將會成為未來研究的熱點之一。

(2) 地下空間的智慧化和集成化發(fā)展。未來城市地下空間的發(fā)展借助大數(shù)據(jù)、云計算、三維建模、物聯(lián)網(wǎng)、AI等信息技術的融合發(fā)展將沿著智慧化與集成化的趨勢發(fā)展。其中，城市地下空間的智慧化主要體現(xiàn)在智慧設計、智慧規(guī)劃、智慧施工和智慧運維幾個方面，通過運用數(shù)字技術構建城市地下空間綜合管理平臺，從而實現(xiàn)精細化和人性化管理。目前，數(shù)字孿生技術的應用是加強城市地下空間智慧化建設的一種新途徑和趨勢，也將是未來的研究熱點，該技術實現(xiàn)的仿真與預測推演功能可為城市地下空間運維管理者提供更高效、便捷以及多樣化的管理模式。城市地下空間的集成化主要體現(xiàn)在橫向、縱向以及功能集成化發(fā)展。橫向集成化發(fā)展，主要是城市地下空間平面維度上實現(xiàn)多功能復合利用；縱向集成化發(fā)展，主要是地上地下一體化發(fā)展；功能集成化發(fā)展，主要是城市功能一體化集成，即將統(tǒng)一地塊內的商業(yè)、交通、市政基礎設施等城市功能進行集成化管理。

(3) 深地資源的分層化個性化發(fā)展。根據(jù)《2021中國城市地下空間發(fā)展藍皮書》的統(tǒng)計可知，我國城市地下空間發(fā)展綜合實力排名前十的城市分別為北京、上海、南京、杭州、廣州、深圳、武漢、成都、蘇州和青島，整個城市地下空間的開發(fā)呈現(xiàn)“三帶三心多片”的總體發(fā)展格局。目前我國各大城市地下空間的開發(fā)主要在淺層，隨著決戰(zhàn)深部、打造地上地下兩個國土戰(zhàn)略的提出，未來城市地下空間的開發(fā)將更加充分地利用深地資源，向次深層和深層發(fā)展。具體而言，按照深度將城市地下空間垂直劃分為淺層(0～15 m)、中層(15～40 m)、次深層(40～60 m)、深層(60～100 m)4個層次[17]，并進行功能分區(qū)，將商業(yè)、交通、市政、管廊、污水和垃圾的處理分層布局。同時，由于我國各個城市的地下地質結構和資源稟賦各不相同，應結合當?shù)貧夂蝾愋汀⒌刭|條件、所處的經(jīng)濟社會發(fā)展階段以及城市的延伸方向對城市地下空間實行個性化開發(fā)。因此，如前所述，“地質環(huán)境”“適宜性評價”作為新的研究熱點正在迅速上升。

(4) 地上地下的一體化與綜合化發(fā)展。“一張圖” 數(shù)字化管理和城市運行一網(wǎng)統(tǒng)管的遠景目標被寫入我國“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中，這也意味著未來城市地下空間的發(fā)展應該與地上空間作為一個整體，協(xié)同設計、統(tǒng)籌規(guī)劃，真正做到城市立體空間協(xié)同發(fā)展，同時強化城市空間的多樣性和融合性。未來更多的城市將以軌道交通網(wǎng)絡為骨架，強調水平與垂直方向的紐帶作用，并以“站城一體化”樞紐建設為契機，實現(xiàn)軌道交通路網(wǎng)與城市地下地上空間深度融合發(fā)展。一些新的發(fā)展理念，如TOD模式、多業(yè)態(tài)融合及綜合發(fā)展模式等都將成為研究熱點。地上地下一體化將解決部分城市地下空間“信息孤島”的問題，真正做到“一張圖”管理一座城市。由于地下空間的開發(fā)具有一定程度的不可逆性，因此在構建三維立體城市時，應參考地上“規(guī)劃留白”的理念，留足后續(xù)發(fā)展空間。

4 結論與建議

本研究運用可視化文獻計量分析軟件CiteSpace對中國知網(wǎng)(CNKI)中與城市地下空間研究領域有關的核心期刊文獻進行可視化分析，繪制的知識圖譜較全面地反映了我國地下空間相關研究的現(xiàn)狀。通過對文獻數(shù)量的時序分布、作者分布、研究機構分布以及研究熱點與前沿分析，得到以下結論:

(1) 通過文獻數(shù)量時序分析可以看出，我國的城市地下空間開發(fā)利用研究始于20世紀90年代， 2005年以后我國城市地下空間開發(fā)進入快速發(fā)展階段；受政策導向的影響，2005—2009年期間，涉及城市地下空間權與立法方面的發(fā)文數(shù)量較多；2015—2018年間與軌道交通、綜合管廊以及地下車庫相關的文獻數(shù)量保持穩(wěn)中有升的增長趨勢。

(2) 通過作者和研究機構的分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)文量多的作者與活躍度高的研究機構貢獻率一致，即朱合華、陳志龍作者和他們所在的同濟大學、解放軍理工大學在城市地下空間研究領域內最活躍，且具有重要的學術影響力。但整體來看，我國城市地下空間研究領域各研究機構之間缺乏合作交流，而且連接強度較強的研究機構往往處在同一地區(qū)或同一學校中，跨區(qū)域合作僅限于具有相同學術背景的研究團隊，交叉學科的合作有待加深加強。

(3) 通過對關鍵詞共現(xiàn)與聚類分析得出，我國城市地下空間研究領域的研究熱點具有階段性特點，且與其開發(fā)實踐歷程密切相關，研究熱點的演變路徑大體經(jīng)歷由單一的地下土木工程方面的開發(fā)技術問題—集規(guī)劃、產(chǎn)權與立法、軌道交通、綜合管廊的地下綜合體方向發(fā)展—基于信息技術、物聯(lián)網(wǎng)等高科技的城市地下空間多業(yè)態(tài)融合發(fā)展模式三個階段。城市地下空間的研究領域與學科也從最初的土木工程為主，發(fā)展到涵蓋建筑、交通、管理、規(guī)劃、計算機、法律等多學科交叉融合的研究。

(4) 通過研究前沿分析可知，未來城市地下空間研究方向更需要交叉學科的深入和技術方法的創(chuàng)新，深地探測技術、立體交通網(wǎng)絡、地下物流系統(tǒng)、地下空間智慧管理平臺的開發(fā)以及地下空間心理環(huán)境評估都是未來的研究熱點。未來城市地下空間發(fā)展趨勢將朝著以下4個方向發(fā)展：①地下工程的綠色化生態(tài)化發(fā)展；②地下空間的智慧化集成化發(fā)展；③深地資源的分層化個性化發(fā)展；④地上地下一體化綜合化發(fā)展。

我國城市地下空間的快速發(fā)展，也推動了相關研究的蓬勃發(fā)展，雖然該領域取得了一定的研究成果，但理論落后于實踐，為適應未來城市地下空間更加生態(tài)化、智慧化、深層化與綜合化的發(fā)展趨勢，未來該領域的研究應更加側重于相關學科的融合、綜合協(xié)作技術的應用、統(tǒng)籌規(guī)劃與法律法規(guī)的完善等方面，具體建議如下：

(1) 開展多學科交叉研究，促進融合發(fā)展。城市地下空間涉及的領域廣泛，未來跨學科、跨領域的特質越發(fā)顯著。現(xiàn)有的研究團隊需要加強跨區(qū)域、跨學科合作，開展多學科協(xié)作與協(xié)同創(chuàng)新，在促進學術研究交融與深化的同時，推動學科發(fā)展，重點培育高等院校與科研院所在該領域的研究團隊，并注重該領域高層次人才的培養(yǎng)。

(2) 加強技術研發(fā)，提升數(shù)字化與智慧化建設水平。依托智慧城市和數(shù)字孿生技術的應用進一步推動城市地下空間信息化與新技術的融合發(fā)展，搭建城市地下空間智慧平臺，實現(xiàn)精細化管理，為數(shù)字中國提供技術支撐，并形成一整套關于城市地下空間開發(fā)的關鍵技術，早日實現(xiàn)地下空間智慧建設。

(3) 設立統(tǒng)一的城市地下空間綜合管理機構，統(tǒng)籌規(guī)劃。為實現(xiàn)“一張圖” 數(shù)字化管理和城市運行一網(wǎng)統(tǒng)管的遠景目標，應設立城市地下空間專門管理機構，構建相關部門協(xié)同管理機制，同時要重視城市地下空間智慧規(guī)劃，以“人機共智”為目標推進數(shù)字技術與地下空間規(guī)劃的進一步融合。

(4) 積極探索綠色建造技術，實現(xiàn)城市地下公共空間與自然的和諧共生。在“城市雙修”理念的指導下，一方面要積極探索地下工程中的綠色建造技術，采用環(huán)保材料和新技術節(jié)約資源，保護環(huán)境；另一方面還要注重城市地下空間的人性化設計，提升環(huán)境品質及人的空間體驗。

(5) 完善城市地下空間相關法律法規(guī)與技術規(guī)范，構建科學、可行的地下空間法治保障體系。隨著《中華人民共和國民法典》的頒布實施，應加快完善城市地下空間的立法及頂層法律法規(guī)制度的建設，同時加快推出城市地下空間相關的技術規(guī)范，包括規(guī)劃、設計、施工、環(huán)保等各方面，為我國城市地下空間的開發(fā)管理提供有效的立法保障。