數字地形分析(Digital Terrain Model，DTM)，是指在數字高程模型上進行地形屬性計算和特征提取的數字信息處理技術。DTM技術是各種與地形因素相關空間模擬技術的基礎。
地形屬性根據地形要素的關系特征和計算特征，可以歸納為地形曲面參數(parame-ters)、地形形態特征(features)、地形統計特征(statistics)和復合地形屬性(compound at-tributes)。地形曲面參數具有明確的數學表達式和物理定義，並可在DEM上直接量算，如坡度、坡向、曲率等。地形形態特征是地表形態和特征的定性表達，可以在DEM上直接提取，其特點是定義明確，但邊界條件有壹定的模糊性，難以用數學表達式表達，如在實際的流域單元的劃分中，往往難於確定流域的邊界。地形統計特征是指給定地表區域的統計學上的特征。復合地形屬性是在地形曲面參數和地形形態特征的基礎上，利用應用學科(如水文學、地貌學和土壤學)的應用模型而建立的環境變量，通常以指數形式
數字地形分析的主要內容有兩方面，壹是在復雜的現實世界地理過程中各影響因子和簡單、高效、精確、易於理解的抽象與計算機實現中找到平衡。簡單地說，就是提取描述地形屬性和特征的因子，並利用各種相關技術分析解釋地貌形態、劃分地貌形態等。二是DTM的可視化分析。數字地形分析中可視化分析的重點在於地形特征的可視化表達和信息增強，以幫助傳達地形曲面參數、地表形態特征和復合地形屬性的信息。根據分析內容，常用的數字地形分析的方法有以下幾種(圖4-1)(王政權，1999)。
圖 4-1 數字地形分析常用方法
1.提取坡面地形因子
地形定量因子是為有效地研究與表達地貌形態特征所設定的具有壹定意義的參數或指標。從地形地貌的角度考慮，地表是由不同的坡面組成的，而地貌的變化，完全源於坡面的變化。常用的坡面地形因子有坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度等。
2.提取特征地形要素
(1)流域分析
流域分析主要是根據地表物質運動的特性，特別是水流運動的特點，利用水流模擬的方法來提取水系、山脊線、谷底線等地形特征線，並通過線狀信息分析其面域特征。
(2)可視域分析
可視性分析包括兩方面內容，壹個是兩點之間的通視性(Intervisibility)，另壹個是可視域(ViewShed)，即對於給定的觀察點所覆蓋的區域。
3.地形統計特征分析
地形統計分析是應用統計方法對描述地形特征的各種可量化的因子或參數進行相關、回歸、趨勢面、聚類等統計分析，找出各因子或參數的變化規律和內在聯系，並選擇合適的因子或參數建立地學模型，從更深層次探討地形演化及其空間變異規律。
DEM是建立DTM的“基礎數據”或稱為單要素圖，在GIS中可以表示為壹個層面或基本圖件，其他要素均可以從DEM數據直接或間接導出，因此稱為“派生數據”，壹些派生數據如:平均高程、坡度、坡向等仍是系統數據庫中存儲的壹個層面或基本圖件。這些層面都是位置配準的，將它們與其他屬性的層面疊置，可以完成多種資源與環境分析。