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获取表面的水文特征的关键之一是能够确定从栅格中的每个像元流出的方向。 这可通过流向工具来完成。
该工具将一个表面作为输入，并输出一个栅格，显示每个像元的流出方向。 如果选择了输出下降率栅格数据选项，则会创建一个以百分比的形式表示的输出栅格，显示从沿流向的每个像元到像元中心之间的路径长度的高程的最大变化率。 如果选择了强制所有边缘像元向外流动选项，则表面栅格边缘处的所有像元都将从表面栅格向外流动。
有八个有效输出方向与流可以进入的八个相邻像元有关。 该方法通常被称为八方向 (D8) 流向建模，并且遵循在 Jenson 和 Domingue (1988) 中介绍的方法。
使用 D8 方法计算流向
在 D8 方法中，流向由每个像元的最陡坡降方向或最大下降方向确定（Jenson 和 Domingue，1988 年）。 流向计算如下：
maximum_drop = change_in_z-value/distance计算像元中心之间的距离。 例如，如果像元大小为 1，则两个正交像元之间的距离为 1，两个对角像元之间的距离为 2 的平方根。 如果多个像元的最大下降方向都相同，则会扩大相邻像元范围，直到找到最陡下降方向为止。
找到最陡下降方向后，将使用表示该方向的值对输出像元进行编码。
如果所有相邻像元都高于处理像元，则将其被视为噪声，将为其填充其相邻像元的最低值，并将存在至该像元的流向。 但是，如果单像元汇点紧邻栅格的物理边缘或有至少一个 NoData 像元作为相邻像元，则由于相邻像元信息不足，它不会被填充。 要将某个像元视为真实单像元汇点，必须存在所有邻域信息。
如果两个像元相互流动，则其为汇点并且具有未定义的流向。 通过数字高程模型 (DEM) 获取流向的这一方法在 Jenson 和 Domingue (1988) 中进行了介绍。
使用 MFD 方法计算流向
在 MFD 方法中，流将被划分到所有下坡相邻像元（Qin 等人， 2007 年）。 将基于当地地形条件，通过最大坡度函数估算每个下坡相邻像元接收的流量。 估算 MFD 的表达式如下：
其中：
- di = 从每个像元流入像元 i 的流量部分
- f (e) = 适应当地地形条件的指数，通过以下方法指定：
- β = 下坡角（以弧度为单位）
- n = 流入像元 i 的像元数
- Li, Lj = 考虑处理像元与正交和对角像元之间距离的调整因子
- κ = 流入像元 i 的像元的最大下降率
参考资料
Jenson, S. K., and Domingue, J. O. 1988. "Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for Geographic Information System Analysis." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54 (11): 1593–1600.
Qin, C., Zhu, A. X., Pei, T., Li, B., Zhou, C., & Yang, L. 2007. "An adaptive approach to selecting a flow partition exponent for a multiple flow direction algorithm." International Journal of Geographical Information Science 21(4): 443-458.