Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
8 / 194 / 66
↖ ↑ ↗
← N 65.366837°
E 92.812500°		 ← 65.175 km → N 65.366837°
E 94.218750°		 →
↑
65.907 km
↓
↑
65.907 km
↓
N 64.774125°
E 92.812500°		 ← 66.642 km →
4 343.85 km²		 N 64.774125°
E 94.218750°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 8 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 194 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 66 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.759765625 y=0.259765625 und der Vergrößerungsstufe zoom=8 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.759765625 × 28)
    floor (0.759765625 × 256)
    floor (194.5)     		tx = 194
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.259765625 × 28)
    floor (0.259765625 × 256)
    floor (66.5)     		ty = 66
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 8 / 194 / 66 ti = "8/194/66"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/8/194/66.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 194 ÷ 28
    194 ÷ 256     		x = 0.7578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 66 ÷ 28
    66 ÷ 256     		y = 0.2578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.7578125 × 2 - 1) × π
    0.515625 × 3.1415926535     		Λ = 1.61988371
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.2578125 × 2 - 1) × π
    0.484375 × 3.1415926535     		Φ = 1.52170894153906
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.61988371} λ = 1.61988371}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.52170894153906))-π/2
    2×atan(4.58004554105781)-π/2
    2×1.35583142608043-π/2
    2.71166285216086-1.57079632675     		φ = 1.14086653
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.61988371} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 92.812500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.14086653 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 65.366837°
  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 194 KachelY 66 1.61988371 1.14086653 92.812500 65.366837
    Oben rechts KachelX + 1 195 KachelY 66 1.64442740 1.14086653 94.218750 65.366837
    Unten links KachelX 194 KachelY + 1 67 1.61988371 1.13052176 92.812500 64.774125
    Unten rechts KachelX + 1 195 KachelY + 1 67 1.64442740 1.13052176 94.218750 64.774125
  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(1.14086653-1.13052176) × R
    0.0103447700000001 × 6371000     		dl = 65906.5296700007m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.14086653-1.13052176) × R
    0.0103447700000001 × 6371000     		dr = 65906.5296700007m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.61988371-1.64442740) × cos(1.14086653) × R
    0.02454369 × 0.416806989093035 × 6371000     		do = 65175.2123284763m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.61988371-1.64442740) × cos(1.13052176) × R
    0.02454369 × 0.426187863772093 × 6371000     		du = 66642.0795236854m
  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(1.14086653)-sin(1.13052176))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.416806989093035-0.426187863772093)×R²
    abs(1.64442740-1.61988371)×0.00938087467905807×R²
    0.02454369×0.00938087467905807×6371000²
    0.02454369×0.00938087467905807×40589641000000     		ar = 4343848866.12249m²