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 / 354 / 290
↖ ↑ ↗
← S 23.241346°
E 68.906250°		 ← 71.839 km → S 23.241346°
E 69.609375°		 →
↑
71.664 km
↓
↑
71.664 km
↓
S 23.885838°
E 68.906250°		 ← 71.488 km →
5 135.76 km²		 S 23.885838°
E 69.609375°
↙ ↓ ↘

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 354 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 290 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6923828125 y=0.5673828125 und der Vergrößerungsstufe zoom=9 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6923828125 × 29)
    floor (0.6923828125 × 512)
    floor (354.5)     		tx = 354
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.5673828125 × 29)
    floor (0.5673828125 × 512)
    floor (290.5)     		ty = 290
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 9 / 354 / 290 ti = "9/354/290"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/9/354/290.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 354 ÷ 29
    354 ÷ 512     		x = 0.69140625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 290 ÷ 29
    290 ÷ 512     		y = 0.56640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.69140625 × 2 - 1) × π
    0.3828125 × 3.1415926535     		Λ = 1.20264094
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.56640625 × 2 - 1) × π
    -0.1328125 × 3.1415926535     		Φ = -0.417242774292969
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.20264094} λ = 1.20264094}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.417242774292969))-π/2
    2×atan(0.658860946025793)-π/2
    2×0.582579157361833-π/2
    1.16515831472367-1.57079632675     		φ = -0.40563801
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.20264094} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 68.906250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.40563801 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -23.241346°
  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 354 KachelY 290 1.20264094 -0.40563801 68.906250 -23.241346
    Oben rechts KachelX + 1 355 KachelY 290 1.21491278 -0.40563801 69.609375 -23.241346
    Unten links KachelX 354 KachelY + 1 291 1.20264094 -0.41688651 68.906250 -23.885838
    Unten rechts KachelX + 1 355 KachelY + 1 291 1.21491278 -0.41688651 69.609375 -23.885838
  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(-0.40563801--0.41688651) × R
    0.0112485 × 6371000     		dl = 71664.1935m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.40563801--0.41688651) × R
    0.0112485 × 6371000     		dr = 71664.1935m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.20264094-1.21491278) × cos(-0.40563801) × R
    0.0122718399999999 × 0.91885082221011 × 6371000     		do = 71839.3340358505m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.20264094-1.21491278) × cos(-0.41688651) × R
    0.0122718399999999 × 0.91435407069783 × 6371000     		du = 71487.7604983856m
  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(-0.40563801)-sin(-0.41688651))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.91885082221011-0.91435407069783)×R²
    abs(1.21491278-1.20264094)×0.00449675151228024×R²
    0.0122718399999999×0.00449675151228024×6371000²
    0.0122718399999999×0.00449675151228024×40589641000000     		ar = 5135764470.18384m²