Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9472 / 9473
↖ ↑ ↗
← S 27.078691°
E 28.125000°		 ← 2 175.45 m → S 27.078691°
E 28.146973°		 →
↑
2 175.25 m
↓
↑
2 175.25 m
↓
S 27.098254°
E 28.125000°		 ← 2 175.07 m →
4 731 739 m²		 S 27.098254°
E 28.146973°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 9472 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9473 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.578155517578125 y=0.578216552734375 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.578155517578125 × 214)
    floor (0.578155517578125 × 16384)
    floor (9472.5)     		tx = 9472
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.578216552734375 × 214)
    floor (0.578216552734375 × 16384)
    floor (9473.5)     		ty = 9473
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9472 / 9473 ti = "14/9472/9473"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9472/9473.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9472 ÷ 214
    9472 ÷ 16384     		x = 0.578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9473 ÷ 214
    9473 ÷ 16384     		y = 0.57818603515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.578125 × 2 - 1) × π
    0.15625 × 3.1415926535     		Λ = 0.49087385
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.57818603515625 × 2 - 1) × π
    -0.1563720703125 × 3.1415926535     		Φ = -0.491257347306335
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.49087385} λ = 0.49087385}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.491257347306335))-π/2
    2×atan(0.61185659409235)-π/2
    2×0.549092001038418-π/2
    1.09818400207684-1.57079632675     		φ = -0.47261232
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.49087385} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 28.125000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.47261232 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -27.078691°
  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 9472 KachelY 9473 0.49087385 -0.47261232 28.125000 -27.078691
    Oben rechts KachelX + 1 9473 KachelY 9473 0.49125735 -0.47261232 28.146973 -27.078691
    Unten links KachelX 9472 KachelY + 1 9474 0.49087385 -0.47295375 28.125000 -27.098254
    Unten rechts KachelX + 1 9473 KachelY + 1 9474 0.49125735 -0.47295375 28.146973 -27.098254
  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(-0.47261232--0.47295375) × R
    0.000341430000000031 × 6371000     		dl = 2175.2505300002m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.47261232--0.47295375) × R
    0.000341430000000031 × 6371000     		dr = 2175.2505300002m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.49087385-0.49125735) × cos(-0.47261232) × R
    0.000383499999999981 × 0.890382163514449 × 6371000     		do = 2175.45159689823m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.49087385-0.49125735) × cos(-0.47295375) × R
    0.000383499999999981 × 0.890226687972137 × 6371000     		du = 2175.07172684842m
  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(-0.47261232)-sin(-0.47295375))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.890382163514449-0.890226687972137)×R²
    abs(0.49125735-0.49087385)×0.000155475542311323×R²
    0.000383499999999981×0.000155475542311323×6371000²
    0.000383499999999981×0.000155475542311323×40589641000000     		ar = 4731739.12884574m²