Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16645 / 11523
↖ ↑ ↗
← N 47.017717°
E  2.867431°		 ← 832.88 m → N 47.017717°
E  2.878418°		 →
↑
832.94 m
↓
↑
832.94 m
↓
N 47.010226°
E  2.867431°		 ← 833 m →
693 791 m²		 N 47.010226°
E  2.878418°
↙ ↓ ↘

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 16645 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 11523 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.507980346679688 y=0.351669311523438 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.507980346679688 × 215)
    floor (0.507980346679688 × 32768)
    floor (16645.5)     		tx = 16645
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.351669311523438 × 215)
    floor (0.351669311523438 × 32768)
    floor (11523.5)     		ty = 11523
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16645 / 11523 ti = "15/16645/11523"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16645/11523.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16645 ÷ 215
    16645 ÷ 32768     		x = 0.507965087890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 11523 ÷ 215
    11523 ÷ 32768     		y = 0.351654052734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.507965087890625 × 2 - 1) × π
    0.01593017578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.05004612
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.351654052734375 × 2 - 1) × π
    0.29669189453125 × 3.1415926535     		Φ = 0.932085076212372
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05004612} λ = 0.05004612}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.932085076212372))-π/2
    2×atan(2.53979933568892)-π/2
    2×1.19570514196123-π/2
    2.39141028392245-1.57079632675     		φ = 0.82061396
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05004612} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 2.867431°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.82061396 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 47.017717°
  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 16645 KachelY 11523 0.05004612 0.82061396 2.867431 47.017717
    Oben rechts KachelX + 1 16646 KachelY 11523 0.05023787 0.82061396 2.878418 47.017717
    Unten links KachelX 16645 KachelY + 1 11524 0.05004612 0.82048322 2.867431 47.010226
    Unten rechts KachelX + 1 16646 KachelY + 1 11524 0.05023787 0.82048322 2.878418 47.010226
  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(0.82061396-0.82048322) × R
    0.000130740000000018 × 6371000     		dl = 832.944540000115m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.82061396-0.82048322) × R
    0.000130740000000018 × 6371000     		dr = 832.944540000115m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05004612-0.05023787) × cos(0.82061396) × R
    0.000191749999999997 × 0.681772184441622 × 6371000     		do = 832.879660072113m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05004612-0.05023787) × cos(0.82048322) × R
    0.000191749999999997 × 0.681867823363663 × 6371000     		du = 832.996496333107m
  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(0.82061396)-sin(0.82048322))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.681772184441622-0.681867823363663)×R²
    abs(0.05023787-0.05004612)×9.56389220413412e-05×R²
    0.000191749999999997×9.56389220413412e-05×6371000²
    0.000191749999999997×9.56389220413412e-05×40589641000000     		ar = 693791.225385071m²