Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 28672 / 45056
↖ ↑ ↗
← N 48.922499°
W101.250000°		 ← 200.69 m → N 48.922499°
W101.247253°		 →
↑
200.69 m
↓
↑
200.69 m
↓
N 48.920694°
W101.250000°		 ← 200.70 m →
40 276 m²		 N 48.920694°
W101.247253°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 28672 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 45056 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.218753814697266 y=0.343753814697266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.218753814697266 × 217)
    floor (0.218753814697266 × 131072)
    floor (28672.5)     		tx = 28672
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.343753814697266 × 217)
    floor (0.343753814697266 × 131072)
    floor (45056.5)     		ty = 45056
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 28672 / 45056 ti = "17/28672/45056"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/28672/45056.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 28672 ÷ 217
    28672 ÷ 131072     		x = 0.21875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 45056 ÷ 217
    45056 ÷ 131072     		y = 0.34375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.21875 × 2 - 1) × π
    -0.5625 × 3.1415926535     		Λ = -1.76714587
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.34375 × 2 - 1) × π
    0.3125 × 3.1415926535     		Φ = 0.98174770421875
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.76714587} λ = -1.76714587}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.98174770421875))-π/2
    2×atan(2.66911699496664)-π/2
    2×1.21232750861677-π/2
    2.42465501723354-1.57079632675     		φ = 0.85385869
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.76714587} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -101.250000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.85385869 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 48.922499°
  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 28672 KachelY 45056 -1.76714587 0.85385869 -101.250000 48.922499
    Oben rechts KachelX + 1 28673 KachelY 45056 -1.76709793 0.85385869 -101.247253 48.922499
    Unten links KachelX 28672 KachelY + 1 45057 -1.76714587 0.85382719 -101.250000 48.920694
    Unten rechts KachelX + 1 28673 KachelY + 1 45057 -1.76709793 0.85382719 -101.247253 48.920694
  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(0.85385869-0.85382719) × R
    3.15000000000731e-05 × 6371000     		dl = 200.686500000466m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.85385869-0.85382719) × R
    3.15000000000731e-05 × 6371000     		dr = 200.686500000466m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.76714587--1.76709793) × cos(0.85385869) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.657079281492828 × 6371000     		do = 200.688925788484m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.76714587--1.76709793) × cos(0.85382719) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.657103026543327 × 6371000     		du = 200.696178138104m
  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(0.85385869)-sin(0.85382719))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.657079281492828-0.657103026543327)×R²
    abs(-1.76709793--1.76714587)×2.3745050499846e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.3745050499846e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.3745050499846e-05×40589641000000     		ar = 40276.285832993m²