地表の形状を表す最も一般的なデジタル データは、セルベースのデジタル標高モデル (DEM) です。 このデータは、地表面の特性を定量的に把握する際の入力として使用されます。
DEM は、連続したサーフェスをラスターとして表現したもので、通常は地球のサーフェスを参照します。 このデータの精度は、主に解像度 (サンプル ポイント間の距離) で決まります。 その他、データ タイプ (整数または浮動小数点) や、元の DEM を作成する際のサーフェスの実際のサンプリングなどの要因が精度に影響します。
DEM の誤差は、通常、窪地かピークとして分類されます。 窪地とは、高い標高値に囲まれたエリアのことで、陥没やピットとも呼ばれます。 このエリアでは、内部排水が行われます。 特に氷河やカルスト地域など、自然に形成されたエリアのこともありますが (Mark 1988)、窪地の多くは DEM における欠陥です。 同様に、スパイク (ピーク) は、値が低いセルで囲まれたエリアです。 これらは一般的に見られる自然な地形であり、流向の計算にはあまり悪影響は与えません。
このような誤差 (特に窪地) は、サーフェス情報を取得する前に除去する必要があります。 窪地は内部排水が行われるエリアであるため、水の下り方向の流れが悪くなります。
通常、1 つの DEM にある窪地数は、解像度が低い DEM ほど多くなります。 また、窪地の一般的な原因として、標高データを整数値として保存していることも挙げられます。 これは、高さの起伏が少ない場所で特に大きな問題になります。 30 メートルの解像度の DEM で、1 パーセントのセルが窪地になることも珍しくありません。 3 秒角の DEM では 5 パーセントも増加することがあります。
DEM には、DEM の作成時の系統的なサンプリング エラーに起因する、著しいストライピング アーティファクトが含まれることもあります。 これも、平坦なエリアの整数データにおいて最も顕著に表れます。
水文解析ツールは、自然の地形サーフェス上の流れの収束をモデル化するために設計されています。 サーフェスには、流路を決定するのに十分な鉛直方向の起伏が含まれていることが前提です。 ツールは、多くの隣接するセルから 1 つのセルに水が流れ込むが、1 つのセルからのみ流出することを前提に動作します。