虚拟分前端是指虚拟仿真、虚拟分析和虚拟维护/虚拟设备技术的技术性和应用性的一种集合。其特点是通过计算机系统将虚拟仿真、虚拟分析和虚拟维护/虚拟设备投入到工程实践当中,形成一个特殊的解决方案,用以解决工程问题及计算和分析非现实地住地空间的问题。

一、虚拟仿真
虚拟仿真是构建和模拟真实世界系统行为的过程。从上世纪六十年代开始,基于虚拟仿真把空间中的真实实体现象进行模拟来分析空间变化,研究空间变化模式,进而推导出空间分析结果,从而有效地克服实施真实实体变化到空间的困难和繁琐,从而以简洁的方式面对空间现象的复杂性和多样性。虚拟仿真分析无疑是实现空间系统优化的强有力的工具。
1.1、仿真方法
虚拟仿真方法能够在计算机上开展虚拟实验,研究系统的行为,它的基本步骤如下:(1)建立系统虚拟模型,这是模拟仿真的核心步骤,一般采用数学模型或概念模型;(2)推导虚拟模型的行为方程,根据构建的模型,推导出系统行为的数学方程;(3)模拟仿真,通过计算机软件运行行为方程,实验各种初始条件,获取模拟出的系统行为;(4)结果解释和调整,通过分析仿真得到的结果,对虚拟模型做出调整,调整模型使其符合真实系统。
1.2、仿真作用和应用
虚拟仿真是一种对真实系统行为进行仿真,其目的是把真实系统中无法实施的变化和控制行为,以及难以解释的现象,以虚拟场景来探究其发生的原因。虚拟仿真的领域广泛,可以用于多个领域,例如模拟机器和物理系统行为、研究方案及决策分析,以及模拟人类、社会系统行为等等。虚拟仿真在地理空间领域也有广泛的应用,有以下应用:
(1)用于空间开发规划,模拟和预测由不同的规划方式引起的空间变化,研究空间变化的影响;
(2)用于模拟和建模地籍系统,模拟地形和地类变化;
(3)用于研究社会经济系统的变化,模拟社会经济活动的流动和变化;
(4)用于研究新型社会系统,如城市系统;
(5)用于虚拟分析大规模空间系统的特征,比如面积、长度等;
(6)虚拟仿真也可用于虚拟维护/虚拟设备,模拟和建模真实世界中的设备和系统,以及设备和系统的行为,为设备和系统的规划、设计、检测和维护提