数字地形分析(Digital Terrain Model，DTM)，是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。DTM技术是各种与地形因素相关空间模拟技术的基础。
地形属性根据地形要素的关系特征和计算特征，可以归纳为地形曲面参数(parame-ters)、地形形态特征(features)、地形统计特征(statistics)和复合地形属性(compound at-tributes)。地形曲面参数具有明确的数学表达式和物理定义，并可在DEM上直接量算，如坡度、坡向、曲率等。地形形态特征是地表形态和特征的定性表达，可以在DEM上直接提取，其特点是定义明确，但边界条件有一定的模糊性，难以用数学表达式表达，如在实际的流域单元的划分中，往往难于确定流域的边界。地形统计特征是指给定地表区域的统计学上的特征。复合地形属性是在地形曲面参数和地形形态特征的基础上，利用应用学科(如水文学、地貌学和土壤学)的应用模型而建立的环境变量，通常以指数形式
数字地形分析的主要内容有两方面，一是在复杂的现实世界地理过程中各影响因子和简单、高效、精确、易于理解的抽象与计算机实现中找到平衡。简单地说，就是提取描述地形属性和特征的因子，并利用各种相关技术分析解释地貌形态、划分地貌形态等。二是DTM的可视化分析。数字地形分析中可视化分析的重点在于地形特征的可视化表达和信息增强，以帮助传达地形曲面参数、地表形态特征和复合地形属性的信息。根据分析内容，常用的数字地形分析的方法有以下几种(图4-1)(王政权，1999)。
图 4-1 数字地形分析常用方法
1.提取坡面地形因子
地形定量因子是为有效地研究与表达地貌形态特征所设定的具有一定意义的参数或指标。从地形地貌的角度考虑，地表是由不同的坡面组成的，而地貌的变化，完全源于坡面的变化。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
流域分析主要是根据地表物质运动的特性，特别是水流运动的特点，利用水流模拟的方法来提取水系、山脊线、谷底线等地形特征线，并通过线状信息分析其面域特征。
(2)可视域分析
可视性分析包括两方面内容，一个是两点之间的通视性(Intervisibility)，另一个是可视域(ViewShed)，即对于给定的观察点所覆盖的区域。
3.地形统计特征分析
地形统计分析是应用统计方法对描述地形特征的各种可量化的因子或参数进行相关、回归、趋势面、聚类等统计分析，找出各因子或参数的变化规律和内在联系，并选择合适的因子或参数建立地学模型，从更深层次探讨地形演化及其空间变异规律。
DEM是建立DTM的“基础数据”或称为单要素图，在GIS中可以表示为一个层面或基本图件，其他要素均可以从DEM数据直接或间接导出，因此称为“派生数据”，一些派生数据如:平均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其他属性的层面叠置，可以完成多种资源与环境分析。