Fatti: A. La Società di Navigazione del Lago di Lugano (SNL) esercita la navigazione sul lago di Lugano dal 1881 ed è costituita nella forma della società anonima. Essa beneficia attualmente di una concessione federale per il trasporto regolare e professionale di persone per battello nel bacino svizzero del lago di Lugano, rilasciatale il 10 dicembre 1996 dall'allora Dipartimento federale dei trasporti, delle comunicazioni e delle energie (ora: Dipartimento federale dell'ambiente, dei trasporti, dell'energia e delle comunicazioni, DATEC) per il periodo dal 1° gennaio 1997 al 31 dicembre 2016. Per questo stesso periodo, beneficia inoltre di un'analoga concessione per la navigazione sul bacino italiano del lago, accordata dal Ministero dei trasporti e della navigazione della Repubblica italiana. B. La società è proprietaria a Lugano-Castagnola, in località Cassarate, del fondo part. n. 144, di complessivi 5'706 m2, che si affaccia sul lago. Esso è censito a registro fondiario quale edificio sub A di 1'876 m2, edificio sub B di 171 m2, edificio sub C di 14 m2, edificio sub D di 8 m2 e quale superficie non edificata, rivestimento duro, acque di 3'637 m2. Nell'edificio principale si trovano al piano terreno il cantiere navale con l'hangar per le imbarcazioni direttamente accessibile dal lago e officine, magazzini, refettorio e ufficio tecnico, mentre al primo piano sono ubicati gli uffici amministrativi, l'appartamento del custode, oltre un ulteriore magazzino. C. Il 28 luglio 1975 il Consiglio comunale di Lugano ha adottato il piano regolatore relativo alle sezioni di Brè e Castagnola, attribuendo numerosi fondi lacustri, tra cui quello della SNL, a una zona soggetta a pianificazione specifica (Ps). Il 7 novembre 1977 lo stesso ha precisato i contenuti di detta zona, adottando un piano del comprensorio di protezione delle rive del lago (PPRL), comprendente il piano delle zone, nonché il piano viario e delle attrezzature pubbliche relative alla sezione di Castagnola. In tali documenti, il fondo part. n. 144 risulta assegnato ad una zona per attrezzature pubbliche (AP) da destinare a lido e giardini. Il Consiglio di Stato del Cantone Ticino ha approvato il 30 novembre 1977 il piano regolatore di Lugano sezione di Brè e Castagnola, compreso il PPRL, ordinando contestualmente la pubblicazione di quest'ultimo atto. Con risoluzione del 9 febbraio 1979 il Governo ha definitivamente approvato il PPRL sezione di Castagnola, evadendo nel contempo i ricorsi interposti contro lo stesso e contro il Ps. Il 7 dicembre 1993 è entrata in vigore la successiva revisione del piano regolatore riguardante la sezione di Castagnola, che ha confermato il vincolo AP a carico del fondo part. n. 144, attribuendogli la destinazione svago e tempo libero, segnatamente gioco bambini. D. Il 22 settembre 1997 la SNL ha inoltrato al Tribunale di espropriazione una richiesta di indennità di complessivi fr. 8'381'940.-- (pari a fr. 1'470.-- al m2) per espropriazione materiale nei confronti del Comune di Lugano. Secondo la proprietaria, che nelle conclusioni ha aumentato la propria pretesa a fr. 11'232'940.--, il vincolo AP a carico del suo fondo ne avrebbe comportato l'estromissione dal mercato immobiliare e impedito un ulteriore sfruttamento edilizio. Con sentenza del 5 maggio 2004 il Tribunale di espropriazione ha accolto parzialmente la domanda, riconoscendo alla SNL e a carico del Comune di Lugano un'indennità di fr. 5'888'610.--, oltre interessi, per l'espropriazione materiale della particella n. 144. E. Contro il giudizio del Tribunale di espropriazione, sia la SNL sia il Comune hanno adito il Tribunale cantonale amministrativo, che con sentenza del 20 agosto 2007, ha respinto il ricorso della prima e accolto quello del secondo, annullando la decisione di primo grado e respingendo la pretesa d'indennità. La Corte cantonale ha ritenuto che la fattispecie doveva essere esaminata prendendo in considerazione quale data determinante ai fini di una possibile espropriazione materiale il 9 febbraio 1979. Ha rilevato che l'inclusione della particella n. 144 nella zona AP costituiva un rifiuto di attribuirla alla zona edificabile e ha negato un caso di espropriazione materiale, poiché, trattandosi di un comprensorio utilizzato esclusivamente o quantomeno prevalentemente per l'esercizio della navigazione, esso è soggetto unicamente all'ordinamento federale e il vincolo comunale non impedisce l'utilizzazione delle installazioni né eventuali ulteriori interventi edilizi per esercitare la concessione di navigazione. F. La SNL impugna con un ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale questa sentenza, chiedendo che sia modificata nel senso che il Comune di Lugano sia condannato a versarle l'importo di fr. 11'232'940.--, oltre interessi, a titolo di espropriazione materiale per il vincolo AP a carico del fondo part. n. 144. Chiede inoltre che le spese giudiziarie siano poste a carico del Comune e che le siano riconosciuti fr. 330'000.--, oltre IVA, rispettivamente fr. 148'500.--, oltre IVA, a titolo di ripetibili di prima, rispettivamente di seconda istanza cantonale. La ricorrente fa valere la violazione della garanzia della proprietà, del divieto dell'arbitrio, del principio della buona fede, della libertà economica, oltre a un accertamento manifestamente inesatto dei fatti. G. La Corte cantonale si riconferma nella sua sentenza, negando in particolare un caso di dezonamento e precisando che l'art. 26 delle norme di attuazione del piano regolatore comunale (NAPR), invocato dalla ricorrente, non torna applicabile in concreto, trattandosi di un fondo inserito nella zona AP. Il Tribunale di espropriazione comunica di non avere particolari osservazioni da formulare, mentre il Municipio di Lugano postula la reiezione del gravame. 