Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4416 / 4417
↖ ↑ ↗
← S 13.966054°
E 14.062500°		 ← 4 742.04 m → S 13.966054°
E 14.106446°		 →
↑
4 741.62 m
↓
↑
4 741.62 m
↓
S 14.008697°
E 14.062500°		 ← 4 741.16 m →
22 482 868 m²		 S 14.008697°
E 14.106446°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 4416 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4417 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.53912353515625 y=0.53924560546875 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.53912353515625 × 213)
    floor (0.53912353515625 × 8192)
    floor (4416.5)     		tx = 4416
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.53924560546875 × 213)
    floor (0.53924560546875 × 8192)
    floor (4417.5)     		ty = 4417
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4416 / 4417 ti = "13/4416/4417"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4416/4417.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4416 ÷ 213
    4416 ÷ 8192     		x = 0.5390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4417 ÷ 213
    4417 ÷ 8192     		y = 0.5391845703125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5390625 × 2 - 1) × π
    0.078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.24543693
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.5391845703125 × 2 - 1) × π
    -0.078369140625 × 3.1415926535     		Φ = -0.246203916448608
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.24543693} λ = 0.24543693}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.246203916448608))-π/2
    2×atan(0.78176279437809)-π/2
    2×0.663521349785565-π/2
    1.32704269957113-1.57079632675     		φ = -0.24375363
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.24543693} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 14.062500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.24375363 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -13.966054°
  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 4416 KachelY 4417 0.24543693 -0.24375363 14.062500 -13.966054
    Oben rechts KachelX + 1 4417 KachelY 4417 0.24620392 -0.24375363 14.106446 -13.966054
    Unten links KachelX 4416 KachelY + 1 4418 0.24543693 -0.24449788 14.062500 -14.008697
    Unten rechts KachelX + 1 4417 KachelY + 1 4418 0.24620392 -0.24449788 14.106446 -14.008697
  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(-0.24375363--0.24449788) × R
    0.000744250000000002 × 6371000     		dl = 4741.61675000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.24375363--0.24449788) × R
    0.000744250000000002 × 6371000     		dr = 4741.61675000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.24543693-0.24620392) × cos(-0.24375363) × R
    0.000766989999999995 × 0.97043888629681 × 6371000     		do = 4742.0431062444m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.24543693-0.24620392) × cos(-0.24449788) × R
    0.000766989999999995 × 0.970258995051632 × 6371000     		du = 4741.16406888191m
  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(-0.24375363)-sin(-0.24449788))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.97043888629681-0.970258995051632)×R²
    abs(0.24620392-0.24543693)×0.000179891245177921×R²
    0.000766989999999995×0.000179891245177921×6371000²
    0.000766989999999995×0.000179891245177921×40589641000000     		ar = 22482868.0304365m²