Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1696 / 2720
↖ ↑ ↗
← S 50.736455°
W 30.937500°		 ← 6 185.21 m → S 50.736455°
W 30.849610°		 →
↑
6 181.59 m
↓
↑
6 181.59 m
↓
S 50.792047°
W 30.937500°		 ← 6 177.87 m →
38 211 734 m²		 S 50.792047°
W 30.849610°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1696 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2720 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.4141845703125 y=0.6641845703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.4141845703125 × 212)
    floor (0.4141845703125 × 4096)
    floor (1696.5)     		tx = 1696
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.6641845703125 × 212)
    floor (0.6641845703125 × 4096)
    floor (2720.5)     		ty = 2720
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1696 / 2720 ti = "12/1696/2720"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1696/2720.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1696 ÷ 212
    1696 ÷ 4096     		x = 0.4140625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2720 ÷ 212
    2720 ÷ 4096     		y = 0.6640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4140625 × 2 - 1) × π
    -0.171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.53996124
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.6640625 × 2 - 1) × π
    -0.328125 × 3.1415926535     		Φ = -1.03083508942969
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.53996124} λ = -0.53996124}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.03083508942969))-π/2
    2×atan(0.356708952279156)-π/2
    2×0.342639066941159-π/2
    0.685278133882317-1.57079632675     		φ = -0.88551819
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.53996124} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.937500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.88551819 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.736455°
  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 1696 KachelY 2720 -0.53996124 -0.88551819 -30.937500 -50.736455
    Oben rechts KachelX + 1 1697 KachelY 2720 -0.53842726 -0.88551819 -30.849610 -50.736455
    Unten links KachelX 1696 KachelY + 1 2721 -0.53996124 -0.88648846 -30.937500 -50.792047
    Unten rechts KachelX + 1 1697 KachelY + 1 2721 -0.53842726 -0.88648846 -30.849610 -50.792047
  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(-0.88551819--0.88648846) × R
    0.000970270000000051 × 6371000     		dl = 6181.59017000032m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.88551819--0.88648846) × R
    0.000970270000000051 × 6371000     		dr = 6181.59017000032m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.53996124--0.53842726) × cos(-0.88551819) × R
    0.00153398000000005 × 0.632888381473458 × 6371000     		do = 6185.20965877821m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.53996124--0.53842726) × cos(-0.88648846) × R
    0.00153398000000005 × 0.632136858881542 × 6371000     		du = 6177.86503857285m
  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(-0.88551819)-sin(-0.88648846))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.632888381473458-0.632136858881542)×R²
    abs(-0.53842726--0.53996124)×0.000751522591916021×R²
    0.00153398000000005×0.000751522591916021×6371000²
    0.00153398000000005×0.000751522591916021×40589641000000     		ar = 38211733.5078524m²