Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 17536 / 19584
↖ ↑ ↗
← S 33.137551°
E 12.656250°		 ← 1 022.95 m → S 33.137551°
E 12.667236°		 →
↑
1 022.93 m
↓
↑
1 022.93 m
↓
S 33.146750°
E 12.656250°		 ← 1 022.85 m →
1 046 352 m²		 S 33.146750°
E 12.667236°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 17536 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19584 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.535171508789062 y=0.597671508789062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.535171508789062 × 215)
    floor (0.535171508789062 × 32768)
    floor (17536.5)     		tx = 17536
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.597671508789062 × 215)
    floor (0.597671508789062 × 32768)
    floor (19584.5)     		ty = 19584
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 17536 / 19584 ti = "15/17536/19584"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/17536/19584.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 17536 ÷ 215
    17536 ÷ 32768     		x = 0.53515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19584 ÷ 215
    19584 ÷ 32768     		y = 0.59765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.53515625 × 2 - 1) × π
    0.0703125 × 3.1415926535     		Λ = 0.22089323
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.59765625 × 2 - 1) × π
    -0.1953125 × 3.1415926535     		Φ = -0.613592315136719
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.22089323} λ = 0.22089323}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.613592315136719))-π/2
    2×atan(0.541402483226244)-π/2
    2×0.496218476227484-π/2
    0.992436952454969-1.57079632675     		φ = -0.57835937
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.22089323} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 12.656250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.57835937 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -33.137551°
  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 17536 KachelY 19584 0.22089323 -0.57835937 12.656250 -33.137551
    Oben rechts KachelX + 1 17537 KachelY 19584 0.22108498 -0.57835937 12.667236 -33.137551
    Unten links KachelX 17536 KachelY + 1 19585 0.22089323 -0.57851993 12.656250 -33.146750
    Unten rechts KachelX + 1 17537 KachelY + 1 19585 0.22108498 -0.57851993 12.667236 -33.146750
  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(-0.57835937--0.57851993) × R
    0.000160559999999976 × 6371000     		dl = 1022.92775999985m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.57835937--0.57851993) × R
    0.000160559999999976 × 6371000     		dr = 1022.92775999985m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.22089323-0.22108498) × cos(-0.57835937) × R
    0.000191749999999991 × 0.837360628284139 × 6371000     		do = 1022.95260991651m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.22089323-0.22108498) × cos(-0.57851993) × R
    0.000191749999999991 × 0.837272847226789 × 6371000     		du = 1022.84537313145m
  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(-0.57835937)-sin(-0.57851993))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.837360628284139-0.837272847226789)×R²
    abs(0.22108498-0.22089323)×8.77810573498561e-05×R²
    0.000191749999999991×8.77810573498561e-05×6371000²
    0.000191749999999991×8.77810573498561e-05×40589641000000     		ar = 1046351.77635354m²