D8算法是一種數學算法，主要用於計算距離權落差，它基於最陡坡度法來確定水流方向。該算法假設地表不透水，降雨均勻，水流總是流向最低的地方。在3×3的DEM（數字高程模型）柵格上，D8算法計算中心柵格與各相鄰柵格間的距離權落差，即柵格中心點落差除以柵格中心點之間的距離，然後選擇距離權落差最大的柵格作為中心柵格的流出柵格。這個過程以3×3的滑動視窗遍歷整個DEM，以推算出整個流域的特徵。
D8算法是單流向算法，意味著在一個給定的柵格中，水流只能流向一個特定的相鄰柵格。這種算法計算速度快，能夠很好地反映出地形對地表徑流形成的影響。然而，它的主要缺點是沒有考慮到現實中水流向多個方向的情況，這可能導致在特定情況下出現斷流現象。此外，D8算法也不適用於地勢平坦的地區和人工干預較多的城市區域，因為在這些地區，水流可能無法沿某一方向流動而形成徑流。
為了改進D8算法的局限性，出現了多流向算法（MFD），它能夠處理水流向多個方向發散的情況，提供更準確的流向分析。MFD算法與D8算法類似，都需要建立3×3的滑動視窗進行計算，但MFD算法可以劃分所有下坡鄰域的流向。
總的來說，D8算法是一種有效的水文分析工具，尤其適用於需要快速處理大量數據的情況。然而，由於其單流向的特性，它在處理複雜地形和水流方向多樣性方面存在局限性。