D8演演算法

最常用的是D8演演算法：假設單個柵格中的水流只能流入與之相鄰的8 個柵格中。它用最陡坡度法來確定水流的方向，即在3×3 的DEM 柵格上，計算中心柵格與各相鄰柵格間的距離權落差（即柵格中心點落差除以柵格中心點之間的距離），取距離權落差最大的柵格為中心柵格的流出柵格。

所謂最陡坡度法的原理是假設地表不透水，降雨均勻．那麼流域單元上的水流總是流向最低的地方“窗口滑動指以計算單元為中心，組合其相鄰的若干個單元形成一個窗口”，以“窗口”為計算基本元素，推及整個DEM，求取最終結果。

目前應用最廣泛的是基於流向分析和匯流分析的流域特徵提取技術。Jenson and Domingue (1988)設計了應用該技術的典型演演算法，該演演算法包括3個過程：流向分析，匯流分析和流域特徵提取。

流向分析：以數值表示每個單元的流向。數字變化範圍是1～255。其中1：東；2：東南；4南；8：西南；16：西；32：西北；64：北；128：東北。除上述數值之外的其它值代表流向不確定，這是由DEM中 窪地”和“平地”現象所造成的。所謂“窪地”即某個單元的高程值小於任何其所有相鄰單元的高程。這種現象是由於當河谷的寬度小於單元的寬度時，由於單元的高程值是其所覆蓋地區的平均高程，較低的河谷高度拉低了該單元的高程。這種現象往往出現在流域的上游。“平地 指相鄰的8個單元具有相同的高程，與測量精度、DEM單元尺寸或該地區地形有關。這兩種現象在DEM 中相當普遍，Jenson andDomingue在流向分析之前，將DEM進行填充；將“窪地”變成“平地”，再通過一套複雜的迭代演演算法確定“平地”流向。

匯流分析：匯流分析的主要目的是確定流路。在流向柵格圖的基礎上生成匯流柵格圖．匯流柵格上每個單元的值代表上游匯流區內流入該單元的柵格點的總數，既匯入該單元的流入路徑數(NIP)，NIP較大者，可視為河谷，NlP等於0，則是較高的地方，可能為流域s的分水嶺。

提取流域特徵：有了流域匯流柵格圖就可以很方便地提取流域的各種特徵參數。例如模擬流域水系，可以設置一個NIP閾值，大於該值的格點為溝谷線上的點，連接各個溝谷線上的點就形成了河網。在匯流矩陣(匯流柵格)上求子流域的方法如下：從河谷單元或孤立的窪單元開始，向上游搜索所有流向該單元的單元，這些單元構成以開始單元為流域出口的子流域。模擬出水系及流域邊界后，利用GIS的相關函數，就可以很方便地得到流域的各項特徵參數，如河流的長度、坡癬、流域面積等。