Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 4128 / 12321
↖ ↑ ↗
← N 40.705628°
W134.648438°		 ← 926.09 m → N 40.705628°
W134.637451°		 →
↑
926.15 m
↓
↑
926.15 m
↓
N 40.697299°
W134.648438°		 ← 926.20 m →
857 753 m²		 N 40.697299°
W134.637451°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 4128 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 12321 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.125991821289062 y=0.376022338867188 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.125991821289062 × 215)
    floor (0.125991821289062 × 32768)
    floor (4128.5)     		tx = 4128
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.376022338867188 × 215)
    floor (0.376022338867188 × 32768)
    floor (12321.5)     		ty = 12321
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 4128 / 12321 ti = "15/4128/12321"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/4128/12321.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4128 ÷ 215
    4128 ÷ 32768     		x = 0.1259765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 12321 ÷ 215
    12321 ÷ 32768     		y = 0.376007080078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.1259765625 × 2 - 1) × π
    -0.748046875 × 3.1415926535     		Λ = -2.35005857
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.376007080078125 × 2 - 1) × π
    0.24798583984375 × 3.1415926535     		Φ = 0.779070492625153
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.35005857} λ = -2.35005857}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.779070492625153))-π/2
    2×atan(2.179445513026)-π/2
    2×1.14062177919575-π/2
    2.2812435583915-1.57079632675     		φ = 0.71044723
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.35005857} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -134.648438°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.71044723 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 40.705628°
  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 4128 KachelY 12321 -2.35005857 0.71044723 -134.648438 40.705628
    Oben rechts KachelX + 1 4129 KachelY 12321 -2.34986682 0.71044723 -134.637451 40.705628
    Unten links KachelX 4128 KachelY + 1 12322 -2.35005857 0.71030186 -134.648438 40.697299
    Unten rechts KachelX + 1 4129 KachelY + 1 12322 -2.34986682 0.71030186 -134.637451 40.697299
  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(0.71044723-0.71030186) × R
    0.000145370000000034 × 6371000     		dl = 926.152270000214m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.71044723-0.71030186) × R
    0.000145370000000034 × 6371000     		dr = 926.152270000214m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.35005857--2.34986682) × cos(0.71044723) × R
    0.000191749999999935 × 0.758070280541062 × 6371000     		do = 926.088408967159m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.35005857--2.34986682) × cos(0.71030186) × R
    0.000191749999999935 × 0.758165078900614 × 6371000     		du = 926.204218364023m
  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(0.71044723)-sin(0.71030186))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.758070280541062-0.758165078900614)×R²
    abs(-2.34986682--2.35005857)×9.47983595517288e-05×R²
    0.000191749999999935×9.47983595517288e-05×6371000²
    0.000191749999999935×9.47983595517288e-05×40589641000000     		ar = 857752.512264725m²