Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3840 / 2304
↖ ↑ ↗
← N 61.606397°
W 11.250000°		 ← 2 323.65 m → N 61.606397°
W 11.206055°		 →
↑
2 324.46 m
↓
↑
2 324.46 m
↓
N 61.585492°
W 11.250000°		 ← 2 325.22 m →
5 403 063 m²		 N 61.585492°
W 11.206055°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3840 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2304 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.46881103515625 y=0.28131103515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.46881103515625 × 213)
    floor (0.46881103515625 × 8192)
    floor (3840.5)     		tx = 3840
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.28131103515625 × 213)
    floor (0.28131103515625 × 8192)
    floor (2304.5)     		ty = 2304
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3840 / 2304 ti = "13/3840/2304"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3840/2304.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3840 ÷ 213
    3840 ÷ 8192     		x = 0.46875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2304 ÷ 213
    2304 ÷ 8192     		y = 0.28125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.46875 × 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 3840 KachelY 2304 -0.19634954 1.07523446 -11.250000 61.606397
    Oben rechts KachelX + 1 3841 KachelY 2304 -0.19558255 1.07523446 -11.206055 61.606397
    Unten links KachelX 3840 KachelY + 1 2305 -0.19634954 1.07486961 -11.250000 61.585492
    Unten rechts KachelX + 1 3841 KachelY + 1 2305 -0.19558255 1.07486961 -11.206055 61.585492
  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(1.07523446-1.07486961) × R
    0.000364849999999972 × 6371000     		dl = 2324.45934999982m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.07523446-1.07486961) × R
    0.000364849999999972 × 6371000     		dr = 2324.45934999982m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.19634954--0.19558255) × cos(1.07523446) × R
    0.000766989999999995 × 0.475526001461152 × 6371000     		do = 2323.65461536044m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.19634954--0.19558255) × cos(1.07486961) × R
    0.000766989999999995 × 0.475846928957086 × 6371000     		du = 2325.22282541589m
  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(1.07486961))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.475526001461152-0.475846928957086)×R²
    abs(-0.19558255--0.19634954)×0.000320927495933487×R²
    0.000766989999999995×0.000320927495933487×6371000²
    0.000766989999999995×0.000320927495933487×40589641000000     		ar = 5403063.37704702m²