Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 114704 / 49168
↖ ↑ ↗
← N 40.946714°
E135.043945°		 ← 230.69 m → N 40.946714°
E135.046692°		 →
↑
230.69 m
↓
↑
230.69 m
↓
N 40.944639°
E135.043945°		 ← 230.70 m →
53 221 m²		 N 40.944639°
E135.046692°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 114704 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 49168 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.875125885009766 y=0.375125885009766 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.875125885009766 × 217)
    floor (0.875125885009766 × 131072)
    floor (114704.5)     		tx = 114704
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.375125885009766 × 217)
    floor (0.375125885009766 × 131072)
    floor (49168.5)     		ty = 49168
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 114704 / 49168 ti = "17/114704/49168"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/114704/49168.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 114704 ÷ 217
    114704 ÷ 131072     		x = 0.8751220703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 49168 ÷ 217
    49168 ÷ 131072     		y = 0.3751220703125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.8751220703125 × 2 - 1) × π
    0.750244140625 × 3.1415926535     		Λ = 2.35696148
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3751220703125 × 2 - 1) × π
    0.249755859375 × 3.1415926535     		Φ = 0.784631172981079
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.35696148} λ = 2.35696148}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.784631172981079))-π/2
    2×atan(2.19159847091892)-π/2
    2×1.14272564905248-π/2
    2.28545129810496-1.57079632675     		φ = 0.71465497
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.35696148} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 135.043945°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.71465497 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 40.946714°
  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 114704 KachelY 49168 2.35696148 0.71465497 135.043945 40.946714
    Oben rechts KachelX + 1 114705 KachelY 49168 2.35700942 0.71465497 135.046692 40.946714
    Unten links KachelX 114704 KachelY + 1 49169 2.35696148 0.71461876 135.043945 40.944639
    Unten rechts KachelX + 1 114705 KachelY + 1 49169 2.35700942 0.71461876 135.046692 40.944639
  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(0.71465497-0.71461876) × R
    3.6209999999981e-05 × 6371000     		dl = 230.693909999879m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.71465497-0.71461876) × R
    3.6209999999981e-05 × 6371000     		dr = 230.693909999879m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.35696148-2.35700942) × cos(0.71465497) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.755319403939046 × 6371000     		do = 230.693987884291m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.35696148-2.35700942) × cos(0.71461876) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.755343133915328 × 6371000     		du = 230.701235629857m
  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(0.71465497)-sin(0.71461876))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.755319403939046-0.755343133915328)×R²
    abs(2.35700942-2.35696148)×2.3729976281861e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.3729976281861e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.3729976281861e-05×40589641000000     		ar = 53220.5340896856m²