Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9217 / 5121
↖ ↑ ↗
← N 55.764213°
E 22.521973°		 ← 1 374.55 m → N 55.764213°
E 22.543945°		 →
↑
1 374.73 m
↓
↑
1 374.73 m
↓
N 55.751850°
E 22.521973°		 ← 1 374.99 m →
1 889 944 m²		 N 55.751850°
E 22.543945°
↙ ↓ ↘

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 9217 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5121 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.562591552734375 y=0.312591552734375 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.562591552734375 × 214)
    floor (0.562591552734375 × 16384)
    floor (9217.5)     		tx = 9217
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.312591552734375 × 214)
    floor (0.312591552734375 × 16384)
    floor (5121.5)     		ty = 5121
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9217 / 5121 ti = "14/9217/5121"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9217/5121.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9217 ÷ 214
    9217 ÷ 16384     		x = 0.56256103515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5121 ÷ 214
    5121 ÷ 16384     		y = 0.31256103515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.56256103515625 × 2 - 1) × π
    0.1251220703125 × 3.1415926535     		Λ = 0.39308258
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.31256103515625 × 2 - 1) × π
    0.3748779296875 × 3.1415926535     		Φ = 1.17771374986554
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.39308258} λ = 0.39308258}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.17771374986554))-π/2
    2×atan(3.24694238816158)-π/2
    2×1.27203272564317-π/2
    2.54406545128634-1.57079632675     		φ = 0.97326912
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.39308258} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 22.521973°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.97326912 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 55.764213°
  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 9217 KachelY 5121 0.39308258 0.97326912 22.521973 55.764213
    Oben rechts KachelX + 1 9218 KachelY 5121 0.39346607 0.97326912 22.543945 55.764213
    Unten links KachelX 9217 KachelY + 1 5122 0.39308258 0.97305334 22.521973 55.751850
    Unten rechts KachelX + 1 9218 KachelY + 1 5122 0.39346607 0.97305334 22.543945 55.751850
  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(0.97326912-0.97305334) × R
    0.000215779999999999 × 6371000     		dl = 1374.73437999999m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.97326912-0.97305334) × R
    0.000215779999999999 × 6371000     		dr = 1374.73437999999m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.39308258-0.39346607) × cos(0.97326912) × R
    0.000383489999999986 × 0.562599864863911 × 6371000     		do = 1374.55231068746m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.39308258-0.39346607) × cos(0.97305334) × R
    0.000383489999999986 × 0.562778243420655 × 6371000     		du = 1374.98812781552m
  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(0.97326912)-sin(0.97305334))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.562599864863911-0.562778243420655)×R²
    abs(0.39346607-0.39308258)×0.000178378556744518×R²
    0.000383489999999986×0.000178378556744518×6371000²
    0.000383489999999986×0.000178378556744518×40589641000000     		ar = 1889943.89233803m²