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
12 / 2082 / 2146
↖ ↑ ↗
← S  8.581021°
E  2.988281°		 ← 9 663.59 m → S  8.581021°
E  3.076172°		 →
↑
9 662.51 m
↓
↑
9 662.51 m
↓
S  8.667918°
E  2.988281°		 ← 9 661.36 m →
93 363 813 m²		 S  8.667918°
E  3.076172°
↙ ↓ ↘

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 2082 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2146 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5084228515625 y=0.5240478515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5084228515625 × 212)
    floor (0.5084228515625 × 4096)
    floor (2082.5)     		tx = 2082
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.5240478515625 × 212)
    floor (0.5240478515625 × 4096)
    floor (2146.5)     		ty = 2146
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2082 / 2146 ti = "12/2082/2146"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2082/2146.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2082 ÷ 212
    2082 ÷ 4096     		x = 0.50830078125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2146 ÷ 212
    2146 ÷ 4096     		y = 0.52392578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.50830078125 × 2 - 1) × π
    0.0166015625 × 3.1415926535     		Λ = 0.05215535
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.52392578125 × 2 - 1) × π
    -0.0478515625 × 3.1415926535     		Φ = -0.150330117208496
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05215535} λ = 0.05215535}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.150330117208496))-π/2
    2×atan(0.860423888804236)-π/2
    2×0.710514626701354-π/2
    1.42102925340271-1.57079632675     		φ = -0.14976707
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05215535} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 2.988281°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.14976707 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -8.581021°
  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 2082 KachelY 2146 0.05215535 -0.14976707 2.988281 -8.581021
    Oben rechts KachelX + 1 2083 KachelY 2146 0.05368933 -0.14976707 3.076172 -8.581021
    Unten links KachelX 2082 KachelY + 1 2147 0.05215535 -0.15128371 2.988281 -8.667918
    Unten rechts KachelX + 1 2083 KachelY + 1 2147 0.05368933 -0.15128371 3.076172 -8.667918
  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(-0.14976707--0.15128371) × R
    0.00151663999999999 × 6371000     		dl = 9662.51343999991m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.14976707--0.15128371) × R
    0.00151663999999999 × 6371000     		dr = 9662.51343999991m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05215535-0.05368933) × cos(-0.14976707) × R
    0.00153398 × 0.988805859736353 × 6371000     		do = 9663.58639742872m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05215535-0.05368933) × cos(-0.15128371) × R
    0.00153398 × 0.988578428060257 × 6371000     		du = 9661.36371071037m
  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(-0.14976707)-sin(-0.15128371))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.988805859736353-0.988578428060257)×R²
    abs(0.05368933-0.05215535)×0.000227431676096068×R²
    0.00153398×0.000227431676096068×6371000²
    0.00153398×0.000227431676096068×40589641000000     		ar = 93363812.9698737m²