Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20992 / 3584
↖ ↑ ↗
← N 80.178713°
E 50.625000°		 ← 208.38 m → N 80.178713°
E 50.635986°		 →
↑
208.40 m
↓
↑
208.40 m
↓
N 80.176839°
E 50.625000°		 ← 208.42 m →
43 430 m²		 N 80.176839°
E 50.635986°
↙ ↓ ↘

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 20992 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3584 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.640640258789062 y=0.109390258789062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.640640258789062 × 215)
    floor (0.640640258789062 × 32768)
    floor (20992.5)     		tx = 20992
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.109390258789062 × 215)
    floor (0.109390258789062 × 32768)
    floor (3584.5)     		ty = 3584
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20992 / 3584 ti = "15/20992/3584"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20992/3584.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20992 ÷ 215
    20992 ÷ 32768     		x = 0.640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3584 ÷ 215
    3584 ÷ 32768     		y = 0.109375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.640625 × 2 - 1) × π
    0.28125 × 3.1415926535     		Λ = 0.88357293
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.109375 × 2 - 1) × π
    0.78125 × 3.1415926535     		Φ = 2.45436926054687
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.88357293} λ = 0.88357293}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.45436926054687))-π/2
    2×atan(11.6390899999285)-π/2
    2×1.48508943365266-π/2
    2.97017886730533-1.57079632675     		φ = 1.39938254
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.88357293} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 50.625000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.39938254 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.178713°
  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 20992 KachelY 3584 0.88357293 1.39938254 50.625000 80.178713
    Oben rechts KachelX + 1 20993 KachelY 3584 0.88376468 1.39938254 50.635986 80.178713
    Unten links KachelX 20992 KachelY + 1 3585 0.88357293 1.39934983 50.625000 80.176839
    Unten rechts KachelX + 1 20993 KachelY + 1 3585 0.88376468 1.39934983 50.635986 80.176839
  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(1.39938254-1.39934983) × R
    3.27099999999358e-05 × 6371000     		dl = 208.395409999591m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.39938254-1.39934983) × R
    3.27099999999358e-05 × 6371000     		dr = 208.395409999591m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.88357293-0.88376468) × cos(1.39938254) × R
    0.000191749999999935 × 0.170575586251288 × 6371000     		do = 208.381831256263m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.88357293-0.88376468) × cos(1.39934983) × R
    0.000191749999999935 × 0.170607816781706 × 6371000     		du = 208.42120533727m
  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(1.39938254)-sin(1.39934983))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.170575586251288-0.170607816781706)×R²
    abs(0.88376468-0.88357293)×3.22305304182313e-05×R²
    0.000191749999999935×3.22305304182313e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.22305304182313e-05×40589641000000     		ar = 43429.9198538246m²