Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 41216 / 24320
↖ ↑ ↗
← N 42.032975°
E 46.406250°		 ← 453.67 m → N 42.032975°
E 46.411743°		 →
↑
453.74 m
↓
↑
453.74 m
↓
N 42.028894°
E 46.406250°		 ← 453.70 m →
205 855 m²		 N 42.028894°
E 46.411743°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 41216 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 24320 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.628913879394531 y=0.371101379394531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.628913879394531 × 216)
    floor (0.628913879394531 × 65536)
    floor (41216.5)     		tx = 41216
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.371101379394531 × 216)
    floor (0.371101379394531 × 65536)
    floor (24320.5)     		ty = 24320
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 41216 / 24320 ti = "16/41216/24320"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/41216/24320.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 41216 ÷ 216
    41216 ÷ 65536     		x = 0.62890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 24320 ÷ 216
    24320 ÷ 65536     		y = 0.37109375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62890625 × 2 - 1) × π
    0.2578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.80994186
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.37109375 × 2 - 1) × π
    0.2578125 × 3.1415926535     		Φ = 0.809941855980469
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.80994186} λ = 0.80994186}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.809941855980469))-π/2
    2×atan(2.2477772880703)-π/2
    2×1.15220506164254-π/2
    2.30441012328507-1.57079632675     		φ = 0.73361380
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.80994186} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 46.406250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.73361380 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 42.032975°
  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 41216 KachelY 24320 0.80994186 0.73361380 46.406250 42.032975
    Oben rechts KachelX + 1 41217 KachelY 24320 0.81003773 0.73361380 46.411743 42.032975
    Unten links KachelX 41216 KachelY + 1 24321 0.80994186 0.73354258 46.406250 42.028894
    Unten rechts KachelX + 1 41217 KachelY + 1 24321 0.81003773 0.73354258 46.411743 42.028894
  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(0.73361380-0.73354258) × R
    7.12199999999275e-05 × 6371000     		dl = 453.742619999538m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.73361380-0.73354258) × R
    7.12199999999275e-05 × 6371000     		dr = 453.742619999538m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.80994186-0.81003773) × cos(0.73361380) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.74275960828728 × 6371000     		do = 453.668484791852m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.80994186-0.81003773) × cos(0.73354258) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.742807292337494 × 6371000     		du = 453.697609626546m
  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(0.73361380)-sin(0.73354258))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.74275960828728-0.742807292337494)×R²
    abs(0.81003773-0.80994186)×4.76840502134923e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.76840502134923e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.76840502134923e-05×40589641000000     		ar = 205855.334577103m²