Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
10 / 608 / 480
↖ ↑ ↗
← N 11.178402°
E 33.750000°		 ← 38.350 km → N 11.178402°
E 34.101563°		 →
↑
38.373 km
↓
↑
38.373 km
↓
N 10.833306°
E 33.750000°		 ← 38.395 km →
1 472.48 km²		 N 10.833306°
E 34.101563°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 608 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 480 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.59423828125 y=0.46923828125 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.59423828125 × 210)
    floor (0.59423828125 × 1024)
    floor (608.5)     		tx = 608
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.46923828125 × 210)
    floor (0.46923828125 × 1024)
    floor (480.5)     		ty = 480
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 608 / 480 ti = "10/608/480"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/608/480.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 608 ÷ 210
    608 ÷ 1024     		x = 0.59375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 480 ÷ 210
    480 ÷ 1024     		y = 0.46875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.59375 × 2 - 1) × π
    0.1875 × 3.1415926535     		Λ = 0.58904862
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.46875 × 2 - 1) × π
    0.0625 × 3.1415926535     		Φ = 0.19634954084375
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.58904862} λ = 0.58904862}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.19634954084375))-π/2
    2×atan(1.21695220550081)-π/2
    2×0.882948122298382-π/2
    1.76589624459676-1.57079632675     		φ = 0.19509992
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.58904862} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 33.750000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.19509992 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 11.178402°
  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 608 KachelY 480 0.58904862 0.19509992 33.750000 11.178402
    Oben rechts KachelX + 1 609 KachelY 480 0.59518455 0.19509992 34.101563 11.178402
    Unten links KachelX 608 KachelY + 1 481 0.58904862 0.18907686 33.750000 10.833306
    Unten rechts KachelX + 1 609 KachelY + 1 481 0.59518455 0.18907686 34.101563 10.833306
  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(0.19509992-0.18907686) × R
    0.00602306 × 6371000     		dl = 38372.91526m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.19509992-0.18907686) × R
    0.00602306 × 6371000     		dr = 38372.91526m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.58904862-0.59518455) × cos(0.19509992) × R
    0.00613593000000001 × 0.981028303500043 × 6371000     		do = 38350.3682801376m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.58904862-0.59518455) × cos(0.18907686) × R
    0.00613593000000001 × 0.982178159866999 × 6371000     		du = 38395.3184767677m
  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(0.19509992)-sin(0.18907686))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.981028303500043-0.982178159866999)×R²
    abs(0.59518455-0.58904862)×0.0011498563669563×R²
    0.00613593000000001×0.0011498563669563×6371000²
    0.00613593000000001×0.0011498563669563×40589641000000     		ar = 1472482318.71696m²