Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2562 / 513
↖ ↑ ↗
← N 79.154810°
E 45.175781°		 ← 1 838.86 m → N 79.154810°
E 45.263672°		 →
↑
1 840.20 m
↓
↑
1 840.20 m
↓
N 79.138261°
E 45.175781°		 ← 1 841.63 m →
3 386 417 m²		 N 79.138261°
E 45.263672°
↙ ↓ ↘

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 2562 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 513 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6256103515625 y=0.1253662109375 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6256103515625 × 212)
    floor (0.6256103515625 × 4096)
    floor (2562.5)     		tx = 2562
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.1253662109375 × 212)
    floor (0.1253662109375 × 4096)
    floor (513.5)     		ty = 513
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2562 / 513 ti = "12/2562/513"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2562/513.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2562 ÷ 212
    2562 ÷ 4096     		x = 0.62548828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 513 ÷ 212
    513 ÷ 4096     		y = 0.125244140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62548828125 × 2 - 1) × π
    0.2509765625 × 3.1415926535     		Λ = 0.78846612
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.125244140625 × 2 - 1) × π
    0.74951171875 × 3.1415926535     		Φ = 2.35466050933716
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.78846612} λ = 0.78846612}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.35466050933716))-π/2
    2×atan(10.5345518725547)-π/2
    2×1.47615418954371-π/2
    2.95230837908742-1.57079632675     		φ = 1.38151205
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.78846612} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 45.175781°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.38151205 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.154810°
  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 2562 KachelY 513 0.78846612 1.38151205 45.175781 79.154810
    Oben rechts KachelX + 1 2563 KachelY 513 0.79000011 1.38151205 45.263672 79.154810
    Unten links KachelX 2562 KachelY + 1 514 0.78846612 1.38122321 45.175781 79.138261
    Unten rechts KachelX + 1 2563 KachelY + 1 514 0.79000011 1.38122321 45.263672 79.138261
  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(1.38151205-1.38122321) × R
    0.000288840000000068 × 6371000     		dl = 1840.19964000043m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.38151205-1.38122321) × R
    0.000288840000000068 × 6371000     		dr = 1840.19964000043m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.78846612-0.79000011) × cos(1.38151205) × R
    0.00153398999999999 × 0.188156003445525 × 6371000     		do = 1838.85808403851m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.78846612-0.79000011) × cos(1.38122321) × R
    0.00153398999999999 × 0.188439676666111 × 6371000     		du = 1841.63043668923m
  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(1.38151205)-sin(1.38122321))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.188156003445525-0.188439676666111)×R²
    abs(0.79000011-0.78846612)×0.000283673220586617×R²
    0.00153398999999999×0.000283673220586617×6371000²
    0.00153398999999999×0.000283673220586617×40589641000000     		ar = 3386416.84897922m²