Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 42112 / 9600
↖ ↑ ↗
← N 77.617709°
E 51.328125°		 ← 130.97 m → N 77.617709°
E 51.333618°		 →
↑
130.99 m
↓
↑
130.99 m
↓
N 77.616531°
E 51.328125°		 ← 130.99 m →
17 157 m²		 N 77.616531°
E 51.333618°
↙ ↓ ↘

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 42112 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9600 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.642585754394531 y=0.146492004394531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.642585754394531 × 216)
    floor (0.642585754394531 × 65536)
    floor (42112.5)     		tx = 42112
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.146492004394531 × 216)
    floor (0.146492004394531 × 65536)
    floor (9600.5)     		ty = 9600
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 42112 / 9600 ti = "16/42112/9600"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/42112/9600.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 42112 ÷ 216
    42112 ÷ 65536     		x = 0.642578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9600 ÷ 216
    9600 ÷ 65536     		y = 0.146484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.642578125 × 2 - 1) × π
    0.28515625 × 3.1415926535     		Λ = 0.89584478
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.146484375 × 2 - 1) × π
    0.70703125 × 3.1415926535     		Φ = 2.22120418079492
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.89584478} λ = 0.89584478}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.22120418079492))-π/2
    2×atan(9.21842483511521)-π/2
    2×1.4627404538038-π/2
    2.9254809076076-1.57079632675     		φ = 1.35468458
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.89584478} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.328125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35468458 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.617709°
  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 42112 KachelY 9600 0.89584478 1.35468458 51.328125 77.617709
    Oben rechts KachelX + 1 42113 KachelY 9600 0.89594065 1.35468458 51.333618 77.617709
    Unten links KachelX 42112 KachelY + 1 9601 0.89584478 1.35466402 51.328125 77.616531
    Unten rechts KachelX + 1 42113 KachelY + 1 9601 0.89594065 1.35466402 51.333618 77.616531
  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(1.35468458-1.35466402) × R
    2.05600000000583e-05 × 6371000     		dl = 130.987760000371m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35468458-1.35466402) × R
    2.05600000000583e-05 × 6371000     		dr = 130.987760000371m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.89584478-0.89594065) × cos(1.35468458) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.214433446605324 × 6371000     		do = 130.973326665477m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.89584478-0.89594065) × cos(1.35466402) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.214453528305662 × 6371000     		du = 130.985592322444m
  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(1.35468458)-sin(1.35466402))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.214433446605324-0.214453528305662)×R²
    abs(0.89594065-0.89584478)×2.00817003373766e-05×R²
    9.58699999999979e-05×2.00817003373766e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×2.00817003373766e-05×40589641000000     		ar = 17156.7060058661m²