地表形状的常用数字数据为基于像元的数字高程模型 (DEM)。 此数据将用作输入，以量化地表特征。
DEM 是连续表面（通常指地表）的栅格制图表达。 此数据的精度主要取决于分辨率（采样点间距）。 影响精度的其他因素包括数据类型（整型或浮点型）以及创建原始 DEM 时表面的实际采样情况。
DEM 中的误差通常分类为汇或峰。 汇指周围高程值较高的区域，亦称为洼地或凹地。 这是内流水系区域。 其中一些汇是自然形成的，尤其在冰川或喀斯特区域 (Mark 1988)，尽管许多汇为 DEM 中的缺陷。 同样，尖峰或峰指值较低的像元包围的区域。 这些是更常见的自然地形特征，并且对于计算流向影响较小。
诸如此类的误差（尤其是汇）应在尝试获取任何表面信息之前移除。 作为内流水系区域的汇可防止水流向下流动。
对于分辨率更为粗糙的 DEM，给定 DEM 中的汇数通常更高。 出现汇的另一个常见原因为以整数形式存储高程数据。 这种情况尤其在地貌垂直起伏较小的区域会特别麻烦。 通常，可以在 30 米分辨率 DEM 中发现 1% 的像元为汇。 对于 3 弧秒 DEM，该值可能增加到 5%。
DEM 还可能包含明显的条纹伪影，这是在创建 DEM 时出现的系统采样误差导致的。 同样，对于平坦区域的整型数据，该伪影最为明显。
水文分析工具可用于对整个自然地形表面的流动汇聚进行建模。 假设表面包含的垂直地貌足以确定流动路径。 工具运行基于以下假设：对于任一像元，水可以从许多相邻像元流入，但是只能通过一个像元流出。