WEPP模型是新一代的用于土壤侵蚀预测预报的计算机模型，它可以预测土壤侵蚀以及农田、林地、牧场、山地、建筑工地和城区等不同区域的产沙和输沙状况。WEPP模型是对西沟侵蚀和西沟间侵蚀及泥沙运动机理的物理描述，是一种基于侵蚀过程的模型。适合于研究环境系统变化对水文及侵蚀过程的影响，包括气候变化、水文过程及产沙之间的相互作用。WEPP属于一种连续的物理模拟模型，根据每次降雨确定地表状况的最新系统参数，可以对一天时间内的降雨及侵蚀过程进行模拟。该模型不考虑风蚀和崩塌等重力侵蚀。

BIOME3模型是平衡态陆地生物圈模型，它尝试在一个全球框架下联合生物地理和生物地球化学模型模拟方法来模拟植被分布和生物地球化学特征，以及将植被分布耦合入生物地球化学中。

CASC2D是水文模型中的一个新兴模型，它是一个基于物理水文模型的正方形网格，可以在任何分辨率下用于空间变化的输入。该模型的优点是，它可以考虑流域特征的细节，并且可以很容易地将降雨量从任意数量的雨量计或或气象雷达中吸收。这个公式也很适合使用GIS的数据。

土壤-作物模拟模型已成为向农业生产管理决策提供科学依据的一个有效工具，APSIM模型是澳大利亚科学家研制的，用于模拟农业系统各生物过程。特别是气候风险下系统各组分生态和经济输出的机理模型。APSIM已在温带大陆性气候、温带海洋性气候、亚热带干旱气候和地中海气候带下的粘土、胀缩土、变形土、粉粒砂壤、粉粒壤土和粉粒粘壤土等土壤上进行了验证和应用，可以用于小麦等20余种作物的模拟。APSIM模型在作物结构和轮作序列调整、作物产量、质量预测和控制及不同种植方式下水土流失调控等方面具有良好的描述能力。

PIHM是一种陆面和地下水的物理模型，“紧密耦合”到GIS接口。PIHMgis是开放源码、平台独立和可扩展的。通过开发共享数据模型和水文模型数据结构，实现了GIS与模型之间的紧密耦合。

GeoSFM水文模型是由美国地质调查局（USGS）地球资源观测与科学中心（EROS）研究，其最大的特点是卫星遥感降水产品直接可以作为模型的驱动参数。GeoSFM水文模型已在非洲尼罗河和亚洲湄公河及尼泊尔Bagmati河流域得到了应用。GeoSFM可创建一个普通的可视化环境以监测广泛区域里的水文地质条件，包括对地形分析、数据同化以及时间序列处理的监测，并显示监测结果。

UEB雪模型是由David Tarboton研究小组开发的一种能量平衡雪融化模型，该模型于1994年首次开发，并在多年后进行了更新。该模型是用FORTRAN编写的，它使用了积雪的集总表示，并记录了水和能量的平衡。该模型是由空气温度、降水、风速、湿度和辐射的输入所驱动的，在时间上足以解决昼夜循环（6小时或更短）。该模型使用基于物理的辐射、感性、潜射和对流换热的计算方法。

SPAW（土壤-植物-空气-水）模型模拟了农业景观的日常水文水预算，其中有两个相连的模块，一个用于农田，另一个用于诸如湿地池塘、泻湖或水库等蓄水池。该模型的建立是为了理解和预测农业水文学及其与土壤和作物生产的相互作用。它可适用于各种水文分析，包括：对农田径流的估计和农业场的渗漏，以及农业池塘、泻湖和水库的水供应、废物管理和水管理的设计和绩效评估。模拟结果估计了所有主要水文过程的每日垂直水预算深度，包括径流、渗透、蒸发蒸腾、土壤水分剖面和渗流。