Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4612 / 3588
↖ ↑ ↗
← N 21.779905°
E 22.675781°		 ← 4 537.68 m → N 21.779905°
E 22.719726°		 →
↑
4 538.32 m
↓
↑
4 538.32 m
↓
N 21.739091°
E 22.675781°		 ← 4 538.97 m →
20 596 346 m²		 N 21.739091°
E 22.719726°
↙ ↓ ↘

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 4612 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3588 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.56304931640625 y=0.43804931640625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.56304931640625 × 213)
    floor (0.56304931640625 × 8192)
    floor (4612.5)     		tx = 4612
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.43804931640625 × 213)
    floor (0.43804931640625 × 8192)
    floor (3588.5)     		ty = 3588
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4612 / 3588 ti = "13/4612/3588"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4612/3588.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4612 ÷ 213
    4612 ÷ 8192     		x = 0.56298828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3588 ÷ 213
    3588 ÷ 8192     		y = 0.43798828125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.56298828125 × 2 - 1) × π
    0.1259765625 × 3.1415926535     		Λ = 0.39576704
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.43798828125 × 2 - 1) × π
    0.1240234375 × 3.1415926535     		Φ = 0.389631120111816
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.39576704} λ = 0.39576704}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.389631120111816))-π/2
    2×atan(1.47643606584833)-π/2
    2×0.9754636928922-π/2
    1.9509273857844-1.57079632675     		φ = 0.38013106
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.39576704} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 22.675781°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.38013106 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.779905°
  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 4612 KachelY 3588 0.39576704 0.38013106 22.675781 21.779905
    Oben rechts KachelX + 1 4613 KachelY 3588 0.39653403 0.38013106 22.719726 21.779905
    Unten links KachelX 4612 KachelY + 1 3589 0.39576704 0.37941872 22.675781 21.739091
    Unten rechts KachelX + 1 4613 KachelY + 1 3589 0.39653403 0.37941872 22.719726 21.739091
  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(0.38013106-0.37941872) × R
    0.000712340000000034 × 6371000     		dl = 4538.31814000021m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.38013106-0.37941872) × R
    0.000712340000000034 × 6371000     		dr = 4538.31814000021m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.39576704-0.39653403) × cos(0.38013106) × R
    0.000766989999999967 × 0.92861601476422 × 6371000     		do = 4537.67592513171m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.39576704-0.39653403) × cos(0.37941872) × R
    0.000766989999999967 × 0.92888008732324 × 6371000     		du = 4538.96631391943m
  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(0.38013106)-sin(0.37941872))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.92861601476422-0.92888008732324)×R²
    abs(0.39653403-0.39576704)×0.000264072559019835×R²
    0.000766989999999967×0.000264072559019835×6371000²
    0.000766989999999967×0.000264072559019835×40589641000000     		ar = 20596345.9328198m²