Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 21121 / 4735
↖ ↑ ↗
← N 77.769910°
E 52.042236°		 ← 258.79 m → N 77.769910°
E 52.053223°		 →
↑
258.85 m
↓
↑
258.85 m
↓
N 77.767582°
E 52.042236°		 ← 258.84 m →
66 995 m²		 N 77.767582°
E 52.053223°
↙ ↓ ↘

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 21121 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4735 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.644577026367188 y=0.144515991210938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.644577026367188 × 215)
    floor (0.644577026367188 × 32768)
    floor (21121.5)     		tx = 21121
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.144515991210938 × 215)
    floor (0.144515991210938 × 32768)
    floor (4735.5)     		ty = 4735
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 21121 / 4735 ti = "15/21121/4735"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/21121/4735.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 21121 ÷ 215
    21121 ÷ 32768     		x = 0.644561767578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4735 ÷ 215
    4735 ÷ 32768     		y = 0.144500732421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.644561767578125 × 2 - 1) × π
    0.28912353515625 × 3.1415926535     		Λ = 0.90830837
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.144500732421875 × 2 - 1) × π
    0.71099853515625 × 3.1415926535     		Φ = 2.23366777469614
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.90830837} λ = 0.90830837}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.23366777469614))-π/2
    2×atan(9.33403852307039)-π/2
    2×1.46406865696238-π/2
    2.92813731392476-1.57079632675     		φ = 1.35734099
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.90830837} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 52.042236°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35734099 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.769910°
  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 21121 KachelY 4735 0.90830837 1.35734099 52.042236 77.769910
    Oben rechts KachelX + 1 21122 KachelY 4735 0.90850012 1.35734099 52.053223 77.769910
    Unten links KachelX 21121 KachelY + 1 4736 0.90830837 1.35730036 52.042236 77.767582
    Unten rechts KachelX + 1 21122 KachelY + 1 4736 0.90850012 1.35730036 52.053223 77.767582
  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(1.35734099-1.35730036) × R
    4.0629999999986e-05 × 6371000     		dl = 258.853729999911m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35734099-1.35730036) × R
    4.0629999999986e-05 × 6371000     		dr = 258.853729999911m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.90830837-0.90850012) × cos(1.35734099) × R
    0.000191750000000046 × 0.211838074890742 × 6371000     		do = 258.789706931032m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.90830837-0.90850012) × cos(1.35730036) × R
    0.000191750000000046 × 0.21187778260903 × 6371000     		du = 258.83821543822m
  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(1.35734099)-sin(1.35730036))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.211838074890742-0.21187778260903)×R²
    abs(0.90850012-0.90830837)×3.97077182876238e-05×R²
    0.000191750000000046×3.97077182876238e-05×6371000²
    0.000191750000000046×3.97077182876238e-05×40589641000000     		ar = 66994.9592382343m²