Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 1020 / 1020
↖ ↑ ↗
← N  0.703107°
W  0.703125°		 ← 19.545 km → N  0.703107°
W  0.527343°		 →
↑
19.545 km
↓
↑
19.545 km
↓
N  0.527336°
W  0.703125°		 ← 19.545 km →
382.003 km²		 N  0.527336°
W  0.527343°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1020 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1020 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.498291015625 y=0.498291015625 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.498291015625 × 211)
    floor (0.498291015625 × 2048)
    floor (1020.5)     		tx = 1020
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.498291015625 × 211)
    floor (0.498291015625 × 2048)
    floor (1020.5)     		ty = 1020
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 1020 / 1020 ti = "11/1020/1020"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/1020/1020.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1020 ÷ 211
    1020 ÷ 2048     		x = 0.498046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1020 ÷ 211
    1020 ÷ 2048     		y = 0.498046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.498046875 × 2 - 1) × π
    -0.00390625 × 3.1415926535     		Λ = -0.01227185
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.498046875 × 2 - 1) × π
    0.00390625 × 3.1415926535     		Φ = 0.0122718463027344
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.01227185} λ = -0.01227185}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.0122718463027344))-π/2
    2×atan(1.01234745437557)-π/2
    2×0.791533932544771-π/2
    1.58306786508954-1.57079632675     		φ = 0.01227154
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.01227185} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -0.703125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.01227154 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 0.703107°
  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 1020 KachelY 1020 -0.01227185 0.01227154 -0.703125 0.703107
    Oben rechts KachelX + 1 1021 KachelY 1020 -0.00920388 0.01227154 -0.527343 0.703107
    Unten links KachelX 1020 KachelY + 1 1021 -0.01227185 0.00920375 -0.703125 0.527336
    Unten rechts KachelX + 1 1021 KachelY + 1 1021 -0.00920388 0.00920375 -0.527343 0.527336
  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(0.01227154-0.00920375) × R
    0.00306779 × 6371000     		dl = 19544.89009m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.01227154-0.00920375) × R
    0.00306779 × 6371000     		dr = 19544.89009m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.01227185--0.00920388) × cos(0.01227154) × R
    0.00306797 × 0.999924705597908 × 6371000     		do = 19544.5651628406m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.01227185--0.00920388) × cos(0.00920375) × R
    0.00306797 × 0.999957645791952 × 6371000     		du = 19545.2090130879m
  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(0.01227154)-sin(0.00920375))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.999924705597908-0.999957645791952)×R²
    abs(-0.00920388--0.01227185)×3.29401940442065e-05×R²
    0.00306797×3.29401940442065e-05×6371000²
    0.00306797×3.29401940442065e-05×40589641000000     		ar = 382002969.552277m²