Давайте проверим в Гугле: введем запрос "Дима" и получим 23 миллиона результатов, введем "Митя" и получим всего один миллион. Значит, слово "Дима" используется гораздо чаще - следовательно, именно так чаще называют Дмитриев.
Если же вас интересует более тонкая аналитика, то по этой ссылке (google.ru) можно сравнить графики употребления имен Дима и Митя за последние годы. Тут, например, видно, что в августе 2010 года эти имена употреблялись почти что с равной частотой, однако затем Дима уверенно обошел Митю.