Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 1076 / 700
↖ ↑ ↗
← N 49.382373°
E  9.140625°		 ← 12.725 km → N 49.382373°
E  9.316406°		 →
↑
12.739 km
↓
↑
12.739 km
↓
N 49.267804°
E  9.140625°		 ← 12.754 km →
162.293 km²		 N 49.267804°
E  9.316406°
↙ ↓ ↘

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 1076 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 700 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.525634765625 y=0.342041015625 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.525634765625 × 211)
    floor (0.525634765625 × 2048)
    floor (1076.5)     		tx = 1076
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.342041015625 × 211)
    floor (0.342041015625 × 2048)
    floor (700.5)     		ty = 700
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 1076 / 700 ti = "11/1076/700"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/1076/700.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1076 ÷ 211
    1076 ÷ 2048     		x = 0.525390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 700 ÷ 211
    700 ÷ 2048     		y = 0.341796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.525390625 × 2 - 1) × π
    0.05078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.15953400
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.341796875 × 2 - 1) × π
    0.31640625 × 3.1415926535     		Φ = 0.994019550521484
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.15953400} λ = 0.15953400}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.994019550521484))-π/2
    2×atan(2.70207379528506)-π/2
    2×1.21634066217848-π/2
    2.43268132435697-1.57079632675     		φ = 0.86188500
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.15953400} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 9.140625°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.86188500 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.382373°
  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 1076 KachelY 700 0.15953400 0.86188500 9.140625 49.382373
    Oben rechts KachelX + 1 1077 KachelY 700 0.16260196 0.86188500 9.316406 49.382373
    Unten links KachelX 1076 KachelY + 1 701 0.15953400 0.85988540 9.140625 49.267804
    Unten rechts KachelX + 1 1077 KachelY + 1 701 0.16260196 0.85988540 9.316406 49.267804
  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(0.86188500-0.85988540) × R
    0.00199959999999999 × 6371000     		dl = 12739.4515999999m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.86188500-0.85988540) × R
    0.00199959999999999 × 6371000     		dr = 12739.4515999999m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.15953400-0.16260196) × cos(0.86188500) × R
    0.00306795999999998 × 0.651007776650759 × 6371000     		do = 12724.5805293669m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.15953400-0.16260196) × cos(0.85988540) × R
    0.00306795999999998 × 0.652524312637287 × 6371000     		du = 12754.2227010558m
  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(0.86188500)-sin(0.85988540))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.651007776650759-0.652524312637287)×R²
    abs(0.16260196-0.15953400)×0.00151653598652746×R²
    0.00306795999999998×0.00151653598652746×6371000²
    0.00306795999999998×0.00151653598652746×40589641000000     		ar = 162293044.365997m²