Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4616 / 4616
↖ ↑ ↗
← S 22.268764°
E 22.851562°		 ← 4 522.10 m → S 22.268764°
E 22.895508°		 →
↑
4 521.43 m
↓
↑
4 521.43 m
↓
S 22.309426°
E 22.851562°		 ← 4 520.78 m →
20 443 410 m²		 S 22.309426°
E 22.895508°
↙ ↓ ↘

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 4616 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4616 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.56353759765625 y=0.56353759765625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.56353759765625 × 213)
    floor (0.56353759765625 × 8192)
    floor (4616.5)     		tx = 4616
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.56353759765625 × 213)
    floor (0.56353759765625 × 8192)
    floor (4616.5)     		ty = 4616
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4616 / 4616 ti = "13/4616/4616"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4616/4616.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4616 ÷ 213
    4616 ÷ 8192     		x = 0.5634765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4616 ÷ 213
    4616 ÷ 8192     		y = 0.5634765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5634765625 × 2 - 1) × π
    0.126953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.39883500
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.5634765625 × 2 - 1) × π
    -0.126953125 × 3.1415926535     		Φ = -0.398835004838867
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.39883500} λ = 0.39883500}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.398835004838867))-π/2
    2×atan(0.671101420706162)-π/2
    2×0.591066536986947-π/2
    1.18213307397389-1.57079632675     		φ = -0.38866325
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.39883500} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 22.851562°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.38866325 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -22.268764°
  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 4616 KachelY 4616 0.39883500 -0.38866325 22.851562 -22.268764
    Oben rechts KachelX + 1 4617 KachelY 4616 0.39960200 -0.38866325 22.895508 -22.268764
    Unten links KachelX 4616 KachelY + 1 4617 0.39883500 -0.38937294 22.851562 -22.309426
    Unten rechts KachelX + 1 4617 KachelY + 1 4617 0.39960200 -0.38937294 22.895508 -22.309426
  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(-0.38866325--0.38937294) × R
    0.000709689999999985 × 6371000     		dl = 4521.43498999991m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.38866325--0.38937294) × R
    0.000709689999999985 × 6371000     		dr = 4521.43498999991m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.39883500-0.39960200) × cos(-0.38866325) × R
    0.000767000000000018 × 0.925416450209737 × 6371000     		do = 4522.10023268765m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.39883500-0.39960200) × cos(-0.38937294) × R
    0.000767000000000018 × 0.925147278950199 × 6371000     		du = 4520.78491198515m
  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(-0.38866325)-sin(-0.38937294))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.925416450209737-0.925147278950199)×R²
    abs(0.39960200-0.39883500)×0.000269171259537737×R²
    0.000767000000000018×0.000269171259537737×6371000²
    0.000767000000000018×0.000269171259537737×40589641000000     		ar = 20443409.50988m²