地形湿度指数可以表示为
Ln(a/tanB) based on the idea of Beven and Kirkby (1979)
哪里
a is the specific catchment area (a=A/L, catchment area (A)divided by contour length(L))
和
tanB is the slope
这里的基本思想很简单，但是由于有多种计算a和tanB的方法，因此TWI的结果差异很大（Qin 等， 2011）。
可以通过以下方式计算流量积聚和汇水面积：
D8 (O'Callaghan, J.F. / Mark, D.M. (1984))
D-infinity (Tarboton, D.G. (1997)
Triangular Multiple flow direction (Seibert, J. / McGlynn, B. (2007)
算法，还有许多其他可用的算法。
通常将斜率计算为像素周围的局部斜率（Sorensen 等， 2005）。局部斜率也可以计算为像素周围的最小，平均和最大斜率。Hjerdt 等人提出了另一种计算斜率的方法。2004年，计算出到单元中心以下d米处的斜率。
坡度是大多数GIS软件中的基本工具，但是计算方法可能有所不同。以下是一些示例：ESRI：http ://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm ? TopicName = Calculating_slope SAGA：http : //sourceforge.net/apps/trac/saga-gis/wiki/Terrain% 20Analysis％20-％20形态计量％20module％20library
如您所见，有许多选项可用于同时计算a和tanB。因此，问题是在实践中，使用不同的这些算法计算TWI的正确（最佳）方法是什么？还是有？
我个人喜欢在SAGA中工作，主要是因为有大量的开源水文工具可供选择。
附言：我很难弄清Saga GIS中流域坡度是如何计算的，以及这到底是什么意思。（地形分析-水文学：流域面积平行）。
编辑：由SAGA论坛的Volker Wichmann回答： “集水区（并行）模块的集水斜率输出网格的计算如下：对于每个单元，使用Zevenbergen和Thorne的方法计算局部斜率。这些斜率值为最后，对于每个像元，累积的斜率值除以像元的得出的汇水面积。网格的单位为弧度。”
“地形湿度指数（TWI）模块需要一个正常的坡度网格作为输入。”
参考文献：
贝文（Beven）和柯克比（Kirkby）1979。流域水文学的基于物理变量的贡献区域模型。水文科学通报，第24页，第43-69页。
Hjerdt 等。2004年。一种新的地形指数，用于量化局部排水的下坡控制。水资源研究，40，W05602，doi：10.1029 / 2004WR003130。
O'Callaghan，JF和Mark，DM1984。从数字高程数据中提取排水网络。计算机视觉，图形和图像处理，28：323-344
秦等。2011。一种基于最大下坡度梯度计算地形湿度指数的方法。精密农业 12：32–43。
Seibert，J.和McGlynn，B.2007。一种新的三角多流向算法，用于从网格化数字高程模型计算上坡区域， 水资源研究，第1卷。43，W04501
Sorensen 等。2005。关于地形湿度指数的计算：基于现场观测的不同方法的评估。 液压 地球系统 科学 讨论。，2，1807–1834
Tarboton，DG，1997年。确定网格数字高程模型中流向和上坡区域的新方法，水资源研究，第33卷，第2期，第309-319页