Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57600 / 123136
↖ ↑ ↗
← S 82.765373°
W 21.796875°		 ← 38.46 m → S 82.765373°
W 21.794129°		 →
↑
38.48 m
↓
↑
38.48 m
↓
S 82.765719°
W 21.796875°		 ← 38.46 m →
1 480 m²		 S 82.765719°
W 21.794129°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 57600 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 123136 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.439456939697266 y=0.939456939697266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.439456939697266 × 217)
    floor (0.439456939697266 × 131072)
    floor (57600.5)     		tx = 57600
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.939456939697266 × 217)
    floor (0.939456939697266 × 131072)
    floor (123136.5)     		ty = 123136
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57600 / 123136 ti = "17/57600/123136"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57600/123136.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57600 ÷ 217
    57600 ÷ 131072     		x = 0.439453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 123136 ÷ 217
    123136 ÷ 131072     		y = 0.939453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439453125 × 2 - 1) × π
    -0.12109375 × 3.1415926535     		Λ = -0.38042724
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.939453125 × 2 - 1) × π
    -0.87890625 × 3.1415926535     		Φ = -2.76116541811523
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38042724} λ = -0.38042724}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.76116541811523))-π/2
    2×atan(0.0632180499509773)-π/2
    2×0.0631340338832816-π/2
    0.126268067766563-1.57079632675     		φ = -1.44452826
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38042724} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.796875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.44452826 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -82.765373°
  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 57600 KachelY 123136 -0.38042724 -1.44452826 -21.796875 -82.765373
    Oben rechts KachelX + 1 57601 KachelY 123136 -0.38037930 -1.44452826 -21.794129 -82.765373
    Unten links KachelX 57600 KachelY + 1 123137 -0.38042724 -1.44453430 -21.796875 -82.765719
    Unten rechts KachelX + 1 57601 KachelY + 1 123137 -0.38037930 -1.44453430 -21.794129 -82.765719
  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(-1.44452826--1.44453430) × R
    6.03999999992944e-06 × 6371000     		dl = 38.4808399995504m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.44452826--1.44453430) × R
    6.03999999992944e-06 × 6371000     		dr = 38.4808399995504m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38042724--0.38037930) × cos(-1.44452826) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.125932805725766 × 6371000     		do = 38.4631203790875m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38042724--0.38037930) × cos(-1.44453430) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.125926813809276 × 6371000     		du = 38.4612902935596m
  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(-1.44452826)-sin(-1.44453430))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.125932805725766-0.125926813809276)×R²
    abs(-0.38037930--0.38042724)×5.99191648989472e-06×R²
    4.79400000000241e-05×5.99191648989472e-06×6371000²
    4.79400000000241e-05×5.99191648989472e-06×40589641000000     		ar = 1480.05796944869m²