Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 1048 / 680
↖ ↑ ↗
← N 51.618016°
E  4.218750°		 ← 12.136 km → N 51.618016°
E  4.394531°		 →
↑
12.151 km
↓
↑
12.151 km
↓
N 51.508742°
E  4.218750°		 ← 12.165 km →
147.640 km²		 N 51.508742°
E  4.394531°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1048 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 680 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.511962890625 y=0.332275390625 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.511962890625 × 211)
    floor (0.511962890625 × 2048)
    floor (1048.5)     		tx = 1048
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.332275390625 × 211)
    floor (0.332275390625 × 2048)
    floor (680.5)     		ty = 680
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 1048 / 680 ti = "11/1048/680"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/1048/680.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1048 ÷ 211
    1048 ÷ 2048     		x = 0.51171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 680 ÷ 211
    680 ÷ 2048     		y = 0.33203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.51171875 × 2 - 1) × π
    0.0234375 × 3.1415926535     		Λ = 0.07363108
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.33203125 × 2 - 1) × π
    0.3359375 × 3.1415926535     		Φ = 1.05537878203516
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.07363108} λ = 0.07363108}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.05537878203516))-π/2
    2×atan(2.87306321255058)-π/2
    2×1.23585033445059-π/2
    2.47170066890119-1.57079632675     		φ = 0.90090434
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.07363108} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 4.218750°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.90090434 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 51.618016°
  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 1048 KachelY 680 0.07363108 0.90090434 4.218750 51.618016
    Oben rechts KachelX + 1 1049 KachelY 680 0.07669904 0.90090434 4.394531 51.618016
    Unten links KachelX 1048 KachelY + 1 681 0.07363108 0.89899715 4.218750 51.508742
    Unten rechts KachelX + 1 1049 KachelY + 1 681 0.07669904 0.89899715 4.394531 51.508742
  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(0.90090434-0.89899715) × R
    0.00190718999999995 × 6371000     		dl = 12150.7074899997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.90090434-0.89899715) × R
    0.00190718999999995 × 6371000     		dr = 12150.7074899997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.07363108-0.07669904) × cos(0.90090434) × R
    0.00306795999999999 × 0.620901320323887 × 6371000     		do = 12136.1205420592m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.07363108-0.07669904) × cos(0.89899715) × R
    0.00306795999999999 × 0.62239521495124 × 6371000     		du = 12165.3201663493m
  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(0.90090434)-sin(0.89899715))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.620901320323887-0.62239521495124)×R²
    abs(0.07669904-0.07363108)×0.0014938946273525×R²
    0.00306795999999999×0.0014938946273525×6371000²
    0.00306795999999999×0.0014938946273525×40589641000000     		ar = 147639893.568508m²