Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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7 / 65 / 37
↖ ↑ ↗
← N 60.239811°
E  2.812500°		 ← 155.233 km → N 60.239811°
E  5.625000°		 →
↑
158.572 km
↓
↑
158.572 km
↓
N 58.813742°
E  2.812500°		 ← 161.941 km →
25 148.7 km²		 N 58.813742°
E  5.625000°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 7 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 65 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 37 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.51171875 y=0.29296875 und der Vergrößerungsstufe zoom=7 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.51171875 × 27)
    floor (0.51171875 × 128)
    floor (65.5)     		tx = 65
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.29296875 × 27)
    floor (0.29296875 × 128)
    floor (37.5)     		ty = 37
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 7 / 65 / 37 ti = "7/65/37"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/7/65/37.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 65 ÷ 27
    65 ÷ 128     		x = 0.5078125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 37 ÷ 27
    37 ÷ 128     		y = 0.2890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5078125 × 2 - 1) × π
    0.015625 × 3.1415926535     		Λ = 0.04908739
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.2890625 × 2 - 1) × π
    0.421875 × 3.1415926535     		Φ = 1.32535940069531
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.04908739} λ = 0.04908739}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.32535940069531))-π/2
    2×atan(3.7635377300401)-π/2
    2×1.31108968623612-π/2
    2.62217937247223-1.57079632675     		φ = 1.05138305
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.04908739} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 2.812500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.05138305 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 60.239811°
  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 65 KachelY 37 0.04908739 1.05138305 2.812500 60.239811
    Oben rechts KachelX + 1 66 KachelY 37 0.09817477 1.05138305 5.625000 60.239811
    Unten links KachelX 65 KachelY + 1 38 0.04908739 1.02649344 2.812500 58.813742
    Unten rechts KachelX + 1 66 KachelY + 1 38 0.09817477 1.02649344 5.625000 58.813742
  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(1.05138305-1.02649344) × R
    0.02488961 × 6371000     		dl = 158571.70531m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.05138305-1.02649344) × R
    0.02488961 × 6371000     		dr = 158571.70531m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.04908739-0.09817477) × cos(1.05138305) × R
    0.04908738 × 0.496370882698369 × 6371000     		do = 155232.894457623m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.04908739-0.09817477) × cos(1.02649344) × R
    0.04908738 × 0.517821844059361 × 6371000     		du = 161941.375831195m
  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(1.05138305)-sin(1.02649344))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.496370882698369-0.517821844059361)×R²
    abs(0.09817477-0.04908739)×0.0214509613609927×R²
    0.04908738×0.0214509613609927×6371000²
    0.04908738×0.0214509613609927×40589641000000     		ar = 25148730761.3785m²