Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2188 / 1420
↖ ↑ ↗
← N 48.224673°
E 12.304687°		 ← 6 510.87 m → N 48.224673°
E 12.392578°		 →
↑
6 514.60 m
↓
↑
6 514.60 m
↓
N 48.166086°
E 12.304687°		 ← 6 518.32 m →
42 440 029 m²		 N 48.166086°
E 12.392578°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2188 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1420 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5343017578125 y=0.3468017578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5343017578125 × 212)
    floor (0.5343017578125 × 4096)
    floor (2188.5)     		tx = 2188
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.3468017578125 × 212)
    floor (0.3468017578125 × 4096)
    floor (1420.5)     		ty = 1420
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2188 / 1420 ti = "12/2188/1420"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2188/1420.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2188 ÷ 212
    2188 ÷ 4096     		x = 0.5341796875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1420 ÷ 212
    1420 ÷ 4096     		y = 0.3466796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5341796875 × 2 - 1) × π
    0.068359375 × 3.1415926535     		Λ = 0.21475731
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3466796875 × 2 - 1) × π
    0.306640625 × 3.1415926535     		Φ = 0.963339934764648
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.21475731} λ = 0.21475731}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.963339934764648))-π/2
    2×atan(2.62043395245206)-π/2
    2×1.20623782260396-π/2
    2.41247564520792-1.57079632675     		φ = 0.84167932
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.21475731} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 12.304687°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.84167932 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 48.224673°
  5. Die Koordinaten der anderen Ecken werden aus den Kachelnummern der Nachbarkacheln berechnet:
    Ecke tx ty λ φ Länge in Grad Breite in Grad
    Oben links KachelX 2188 KachelY 1420 0.21475731 0.84167932 12.304687 48.224673
    Oben rechts KachelX + 1 2189 KachelY 1420 0.21629129 0.84167932 12.392578 48.224673
    Unten links KachelX 2188 KachelY + 1 1421 0.21475731 0.84065678 12.304687 48.166086
    Unten rechts KachelX + 1 2189 KachelY + 1 1421 0.21629129 0.84065678 12.392578 48.166086
  6. Die Kantenlängen werden aus den Koordinaten der Eckpunkte sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Linke Seite abs(φOL-φUL) × R abs(0.84167932-0.84065678) × R
    0.00102254000000002 × 6371000     		dl = 6514.6023400001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.84167932-0.84065678) × R
    0.00102254000000002 × 6371000     		dr = 6514.6023400001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.21475731-0.21629129) × cos(0.84167932) × R
    0.00153397999999999 × 0.666211391183872 × 6371000     		do = 6510.87498548307m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.21475731-0.21629129) × cos(0.84065678) × R
    0.00153397999999999 × 0.666973615209768 × 6371000     		du = 6518.3241906591m
  7. Die Fläche wird aus den Koordinaten von linker oberer und rechter unterer Ecke sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Fläche abs(λ1-λ2)×abs(sinφ1-sinφ2)×R² abs(λ1-λ2)×abs(sin(0.84167932)-sin(0.84065678))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.666211391183872-0.666973615209768)×R²
    abs(0.21629129-0.21475731)×0.000762224025896208×R²
    0.00153397999999999×0.000762224025896208×6371000²
    0.00153397999999999×0.000762224025896208×40589641000000     		ar = 42440029.4185069m²