Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 5200 / 3152
↖ ↑ ↗
← N 38.272689°
E 48.515625°		 ← 3 836.30 m → N 38.272689°
E 48.559571°		 →
↑
3 837.19 m
↓
↑
3 837.19 m
↓
N 38.238180°
E 48.515625°		 ← 3 838.12 m →
14 724 098 m²		 N 38.238180°
E 48.559571°
↙ ↓ ↘

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 5200 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3152 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.63482666015625 y=0.38482666015625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.63482666015625 × 213)
    floor (0.63482666015625 × 8192)
    floor (5200.5)     		tx = 5200
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.38482666015625 × 213)
    floor (0.38482666015625 × 8192)
    floor (3152.5)     		ty = 3152
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 5200 / 3152 ti = "13/5200/3152"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/5200/3152.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 5200 ÷ 213
    5200 ÷ 8192     		x = 0.634765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3152 ÷ 213
    3152 ÷ 8192     		y = 0.384765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.634765625 × 2 - 1) × π
    0.26953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.84675739
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.384765625 × 2 - 1) × π
    0.23046875 × 3.1415926535     		Φ = 0.724038931861328
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.84675739} λ = 0.84675739}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.724038931861328))-π/2
    2×atan(2.06274770593245)-π/2
    2×1.1193903776609-π/2
    2.23878075532181-1.57079632675     		φ = 0.66798443
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.84675739} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 48.515625°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.66798443 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 38.272689°
  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 5200 KachelY 3152 0.84675739 0.66798443 48.515625 38.272689
    Oben rechts KachelX + 1 5201 KachelY 3152 0.84752439 0.66798443 48.559571 38.272689
    Unten links KachelX 5200 KachelY + 1 3153 0.84675739 0.66738214 48.515625 38.238180
    Unten rechts KachelX + 1 5201 KachelY + 1 3153 0.84752439 0.66738214 48.559571 38.238180
  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(0.66798443-0.66738214) × R
    0.000602290000000005 × 6371000     		dl = 3837.18959000003m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.66798443-0.66738214) × R
    0.000602290000000005 × 6371000     		dr = 3837.18959000003m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.84675739-0.84752439) × cos(0.66798443) × R
    0.000766999999999962 × 0.785071713613263 × 6371000     		do = 3836.29767765869m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.84675739-0.84752439) × cos(0.66738214) × R
    0.000766999999999962 × 0.785444632561802 × 6371000     		du = 3838.11996735711m
  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(0.66798443)-sin(0.66738214))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.785071713613263-0.785444632561802)×R²
    abs(0.84752439-0.84675739)×0.000372918948539636×R²
    0.000766999999999962×0.000372918948539636×6371000²
    0.000766999999999962×0.000372918948539636×40589641000000     		ar = 14724098.1934853m²