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
9 / 344 / 56
↖ ↑ ↗
← N 80.178713°
E 61.875000°		 ← 13.336 km → N 80.178713°
E 62.578125°		 →
↑
13.417 km
↓
↑
13.417 km
↓
N 80.058050°
E 61.875000°		 ← 13.498 km →
180.024 km²		 N 80.058050°
E 62.578125°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 9 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 344 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 56 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6728515625 y=0.1103515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=9 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6728515625 × 29)
    floor (0.6728515625 × 512)
    floor (344.5)     		tx = 344
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.1103515625 × 29)
    floor (0.1103515625 × 512)
    floor (56.5)     		ty = 56
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 9 / 344 / 56 ti = "9/344/56"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/9/344/56.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 344 ÷ 29
    344 ÷ 512     		x = 0.671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 56 ÷ 29
    56 ÷ 512     		y = 0.109375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.671875 × 2 - 1) × π
    0.34375 × 3.1415926535     		Λ = 1.07992247
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.109375 × 2 - 1) × π
    0.78125 × 3.1415926535     		Φ = 2.45436926054687
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.07992247} λ = 1.07992247}
    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° 1.07992247} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 61.875000°
    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 344 KachelY 56 1.07992247 1.39938254 61.875000 80.178713
    Oben rechts KachelX + 1 345 KachelY 56 1.09219432 1.39938254 62.578125 80.178713
    Unten links KachelX 344 KachelY + 1 57 1.07992247 1.39727656 61.875000 80.058050
    Unten rechts KachelX + 1 345 KachelY + 1 57 1.09219432 1.39727656 62.578125 80.058050
  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(1.39938254-1.39727656) × R
    0.00210598000000006 × 6371000     		dl = 13417.1985800004m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.39938254-1.39727656) × R
    0.00210598000000006 × 6371000     		dr = 13417.1985800004m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.07992247-1.09219432) × cos(1.39938254) × R
    0.0122718499999999 × 0.170575586251288 × 6371000     		do = 13336.2741898462m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.07992247-1.09219432) × cos(1.39727656) × R
    0.0122718499999999 × 0.172650322461766 × 6371000     		du = 13498.485275164m
  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(1.39727656))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.170575586251288-0.172650322461766)×R²
    abs(1.09219432-1.07992247)×0.00207473621047832×R²
    0.0122718499999999×0.00207473621047832×6371000²
    0.0122718499999999×0.00207473621047832×40589641000000     		ar = 180023714.830321m²