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
13 / 4096 / 4096
N  0.000000°
E  0.000000°
← 4 886.49 m → N  0.000000°
E  0.043945°

4 886.49 m

4 886.49 m
S  0.043945°
E  0.000000°
← 4 886.49 m →
23 877 814 m²
S  0.043945°
E  0.043945°

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 4096 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4096 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.50006103515625 y=0.50006103515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.50006103515625 × 213)
    floor (0.50006103515625 × 8192)
    floor (4096.5)
    tx = 4096
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.50006103515625 × 213)
    floor (0.50006103515625 × 8192)
    floor (4096.5)
    ty = 4096
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4096 / 4096 ti = "13/4096/4096"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4096/4096.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4096 ÷ 213
    4096 ÷ 8192
    x = 0.5
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4096 ÷ 213
    4096 ÷ 8192
    y = 0.5
    Länge (Λ)
    (Merkator)
    +(x × 2 - 1) × π +(0.5 × 2 - 1) × π
    0 × 3.1415926535
    Λ = 0.00000000
    Breite (Φ)
    (Merkator)
    -(y × 2 - 1) × π -(0.5 × 2 - 1) × π
    0 × 3.1415926535
    Φ = 0
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.00000000} λ = 0.00000000}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0))-π/2
    2×atan(1)-π/2
    2×0.785398163397448-π/2
    1.5707963267949-1.57079632675
    φ = 0.00000000
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.00000000} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 0.000000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.00000000 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 0.000000°
  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 4096 KachelY 4096 0.00000000 0.00000000 0.000000 0.000000
    Oben rechts KachelX + 1 4097 KachelY 4096 0.00076699 0.00000000 0.043945 0.000000
    Unten links KachelX 4096 KachelY + 1 4097 0.00000000 -0.00076699 0.000000 -0.043945
    Unten rechts KachelX + 1 4097 KachelY + 1 4097 0.00076699 -0.00076699 0.043945 -0.043945
  6. Die Kantenlängen werden aus den Koordinaten der Eckpunkte sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Linke Seite abs(φOLUL) × R abs(0.00000000--0.00076699) × R
    0.00076699 × 6371000
    dl = 4886.49329m
    Rechte Seite abs(φORUR) × R abs(0.00000000--0.00076699) × R
    0.00076699 × 6371000
    dr = 4886.49329m
    Obere Seite abs(λOLOR) × cos(φOL) × R abs(0.00000000-0.00076699) × cos(0.00000000) × R
    0.00076699 × 1 × 6371000
    do = 4886.49329m
    Untere Seite abs(λULUR) × cos(φUL) × R abs(0.00000000-0.00076699) × cos(-0.00076699) × R
    0.00076699 × 0.999999705863184 × 6371000
    du = 4886.49185270242m
  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(λ12)×abs(sinφ1-sinφ2)× abs(λ12)×abs(sin(0.00000000)-sin(-0.00076699))×
    abs(λ12)×abs(1-0.999999705863184)×
    abs(0.00076699-0.00000000)×2.94136815681689e-07×
    0.00076699×2.94136815681689e-07×6371000²
    0.00076699×2.94136815681689e-07×40589641000000
    ar = 23877814.3321m²