地形分析是以数字高程模型（DEM）为基础，通过提取坡度、坡向、高程分带等地形因子，揭示地形空间分布特征的技术手段。其核心操作包括构建DEM文件、生成梯度与剖面曲线，并通过8邻域计算方法确定坡度方位，利用平面曲率、剖面曲率及正切曲率量化地形曲率变化。DEM生成方式涵盖摄影测量、激光雷达扫描与卫星导航定位测量，建模方法包含规则格网和不规则三角网，分别适用于大范围与局部精细建模。

无论是沿着X轴还是Y轴，或沿着一条路、一条河穿越地表时，就构造了一个剖面。许多GIS软件能生成一个横断面，用以表达沿着某条轴或是两点之问的直线形成的表面。同样可以想象绘制一幅用来徒步旅行或跑步Jfj的地图，地图上显示了高程和道路的陡峭信息。像这样的地图通常用在地理学、地质学、考古学和其他地方。

就像在数学中，如果假设高度是一个有关X和Y的连续表面方程，然后就能想象表面有一个坡度或是梯度。对于TIN表面而言，坡度有一个强度（陡峻）和方位（方向）。在DEM中采用坡度和坡向以及如何计算坡度和坡向是很重要的。通常用某个像元周同8个方向的邻近像元作为其邻域（就是用中一t5像元紧邻的8个邻域像元），然后选择最大坡度和方位作为其坡度值使用。基本上所有的GIS软件都能计算坡度和坡向，并生成一个新坡度和坡向地图层，并将其值以不同级别或用连续的晕渲进行描绘。

坡度和坡向只是众多计算局部地形中的两个。在GIS中，经常计算坡度曲率。曲率属性是基于地形坡度的坡度，在数学上称为二阶导数：通常是在指定方‘向上坡度或坡向的变化率。最常用的两种曲率，一是半面曲率，它是沿等高线方向的变化率，另一个是剖面曲率，是沿流向线坡度的变化率，流向线就是沿山下梯度最陡的那条线。剖面曲率是测定潜在坡度变化率，而平面曲率测定的是地形聚集和分离程度，或是水流过表面时汇集的可能性。第三种曲率，是由米特苏瓦（Mitasova）霍费尔卡（Hofierka）1993年提出的正切曲率，相比平面曲率而言，它在研究水流聚集还是分离上更为恰当，因为它能更好处理平坦地区。正切曲率就是与水流方向和1表面都垂直的斜平面的正切函数。（1996年由Wilson和Gallant提出）。另一个坡度的版本描述是下坡水流方向。