Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12928 / 21120
↖ ↑ ↗
← S 46.073231°
W 37.968750°		 ← 847.50 m → S 46.073231°
W 37.957764°		 →
↑
847.41 m
↓
↑
847.41 m
↓
S 46.080851°
W 37.968750°		 ← 847.38 m →
718 126 m²		 S 46.080851°
W 37.957764°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 12928 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21120 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.394546508789062 y=0.644546508789062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.394546508789062 × 215)
    floor (0.394546508789062 × 32768)
    floor (12928.5)     		tx = 12928
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.644546508789062 × 215)
    floor (0.644546508789062 × 32768)
    floor (21120.5)     		ty = 21120
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12928 / 21120 ti = "15/12928/21120"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12928/21120.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12928 ÷ 215
    12928 ÷ 32768     		x = 0.39453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21120 ÷ 215
    21120 ÷ 32768     		y = 0.64453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.39453125 × 2 - 1) × π
    -0.2109375 × 3.1415926535     		Λ = -0.66267970
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.64453125 × 2 - 1) × π
    -0.2890625 × 3.1415926535     		Φ = -0.908116626402344
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.66267970} λ = -0.66267970}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.908116626402344))-π/2
    2×atan(0.403283041874041)-π/2
    2×0.383333377684421-π/2
    0.766666755368841-1.57079632675     		φ = -0.80412957
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.66267970} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -37.968750°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.80412957 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -46.073231°
  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 12928 KachelY 21120 -0.66267970 -0.80412957 -37.968750 -46.073231
    Oben rechts KachelX + 1 12929 KachelY 21120 -0.66248795 -0.80412957 -37.957764 -46.073231
    Unten links KachelX 12928 KachelY + 1 21121 -0.66267970 -0.80426258 -37.968750 -46.080851
    Unten rechts KachelX + 1 12929 KachelY + 1 21121 -0.66248795 -0.80426258 -37.957764 -46.080851
  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(-0.80412957--0.80426258) × R
    0.000133009999999989 × 6371000     		dl = 847.40670999993m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.80412957--0.80426258) × R
    0.000133009999999989 × 6371000     		dr = 847.40670999993m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.66267970--0.66248795) × cos(-0.80412957) × R
    0.000191749999999935 × 0.693738404991914 × 6371000     		do = 847.498064770231m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.66267970--0.66248795) × cos(-0.80426258) × R
    0.000191749999999935 × 0.693642601453563 × 6371000     		du = 847.381027407492m
  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(-0.80412957)-sin(-0.80426258))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.693738404991914-0.693642601453563)×R²
    abs(-0.66248795--0.66267970)×9.58035383510358e-05×R²
    0.000191749999999935×9.58035383510358e-05×6371000²
    0.000191749999999935×9.58035383510358e-05×40589641000000     		ar = 718125.95873433m²