Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3970 / 2434
↖ ↑ ↗
← N 58.768200°
W  5.537109°		 ← 2 533.65 m → N 58.768200°
W  5.493164°		 →
↑
2 534.51 m
↓
↑
2 534.51 m
↓
N 58.745407°
W  5.537109°		 ← 2 535.32 m →
6 423 683 m²		 N 58.745407°
W  5.493164°
↙ ↓ ↘

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 3970 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2434 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.48468017578125 y=0.29718017578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.48468017578125 × 213)
    floor (0.48468017578125 × 8192)
    floor (3970.5)     		tx = 3970
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.29718017578125 × 213)
    floor (0.29718017578125 × 8192)
    floor (2434.5)     		ty = 2434
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3970 / 2434 ti = "13/3970/2434"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3970/2434.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3970 ÷ 213
    3970 ÷ 8192     		x = 0.484619140625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2434 ÷ 213
    2434 ÷ 8192     		y = 0.297119140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.484619140625 × 2 - 1) × π
    -0.03076171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.09664079
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.297119140625 × 2 - 1) × π
    0.40576171875 × 3.1415926535     		Φ = 1.27473803469653
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.09664079} λ = -0.09664079}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.27473803469653))-π/2
    2×atan(3.5777640372856)-π/2
    2×1.2982474575129-π/2
    2.59649491502579-1.57079632675     		φ = 1.02569859
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.09664079} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -5.537109°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.02569859 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 58.768200°
  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 3970 KachelY 2434 -0.09664079 1.02569859 -5.537109 58.768200
    Oben rechts KachelX + 1 3971 KachelY 2434 -0.09587380 1.02569859 -5.493164 58.768200
    Unten links KachelX 3970 KachelY + 1 2435 -0.09664079 1.02530077 -5.537109 58.745407
    Unten rechts KachelX + 1 3971 KachelY + 1 2435 -0.09587380 1.02530077 -5.493164 58.745407
  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(1.02569859-1.02530077) × R
    0.000397819999999882 × 6371000     		dl = 2534.51121999925m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.02569859-1.02530077) × R
    0.000397819999999882 × 6371000     		dr = 2534.51121999925m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.09664079--0.09587380) × cos(1.02569859) × R
    0.000766990000000009 × 0.518501665428924 × 6371000     		do = 2533.65490897229m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.09664079--0.09587380) × cos(1.02530077) × R
    0.000766990000000009 × 0.518841790970962 × 6371000     		du = 2535.31693015122m
  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(1.02569859)-sin(1.02530077))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.518501665428924-0.518841790970962)×R²
    abs(-0.09587380--0.09664079)×0.000340125542037994×R²
    0.000766990000000009×0.000340125542037994×6371000²
    0.000766990000000009×0.000340125542037994×40589641000000     		ar = 6423683.08477925m²