Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2176 / 1152
↖ ↑ ↗
← N 61.606397°
E 11.250000°		 ← 4 647.31 m → N 61.606397°
E 11.337891°		 →
↑
4 650.45 m
↓
↑
4 650.45 m
↓
N 61.564574°
E 11.250000°		 ← 4 653.58 m →
21 626 659 m²		 N 61.564574°
E 11.337891°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2176 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1152 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5313720703125 y=0.2813720703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5313720703125 × 212)
    floor (0.5313720703125 × 4096)
    floor (2176.5)     		tx = 2176
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.2813720703125 × 212)
    floor (0.2813720703125 × 4096)
    floor (1152.5)     		ty = 1152
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2176 / 1152 ti = "12/2176/1152"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2176/1152.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2176 ÷ 212
    2176 ÷ 4096     		x = 0.53125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1152 ÷ 212
    1152 ÷ 4096     		y = 0.28125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.53125 × 2 - 1) × π
    0.0625 × 3.1415926535     		Λ = 0.19634954
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.28125 × 2 - 1) × π
    0.4375 × 3.1415926535     		Φ = 1.37444678590625
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.19634954} λ = 0.19634954}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.37444678590625))-π/2
    2×atan(3.95288932384138)-π/2
    2×1.3230153918728-π/2
    2.64603078374559-1.57079632675     		φ = 1.07523446
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.19634954} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 11.250000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.07523446 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 61.606397°
  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 2176 KachelY 1152 0.19634954 1.07523446 11.250000 61.606397
    Oben rechts KachelX + 1 2177 KachelY 1152 0.19788352 1.07523446 11.337891 61.606397
    Unten links KachelX 2176 KachelY + 1 1153 0.19634954 1.07450452 11.250000 61.564574
    Unten rechts KachelX + 1 2177 KachelY + 1 1153 0.19788352 1.07450452 11.337891 61.564574
  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(1.07523446-1.07450452) × R
    0.000729939999999818 × 6371000     		dl = 4650.44773999884m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.07523446-1.07450452) × R
    0.000729939999999818 × 6371000     		dr = 4650.44773999884m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.19634954-0.19788352) × cos(1.07523446) × R
    0.00153398000000002 × 0.475526001461152 × 6371000     		do = 4647.30923072096m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.19634954-0.19788352) × cos(1.07450452) × R
    0.00153398000000002 × 0.476168004155459 × 6371000     		du = 4653.58351443674m
  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(1.07523446)-sin(1.07450452))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.475526001461152-0.476168004155459)×R²
    abs(0.19788352-0.19634954)×0.000642002694307142×R²
    0.00153398000000002×0.000642002694307142×6371000²
    0.00153398000000002×0.000642002694307142×40589641000000     		ar = 21626658.7835961m²