Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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10 / 658 / 146
↖ ↑ ↗
← N 77.915669°
E 51.328125°		 ← 8 183.94 m → N 77.915669°
E 51.679687°		 →
↑
8 208.52 m
↓
↑
8 208.52 m
↓
N 77.841848°
E 51.328125°		 ← 8 233.19 m →
67 380 221 m²		 N 77.841848°
E 51.679687°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 658 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 146 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.64306640625 y=0.14306640625 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.64306640625 × 210)
    floor (0.64306640625 × 1024)
    floor (658.5)     		tx = 658
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.14306640625 × 210)
    floor (0.14306640625 × 1024)
    floor (146.5)     		ty = 146
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 658 / 146 ti = "10/658/146"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/658/146.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 658 ÷ 210
    658 ÷ 1024     		x = 0.642578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 146 ÷ 210
    146 ÷ 1024     		y = 0.142578125
    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 -(0.142578125 × 2 - 1) × π
    0.71484375 × 3.1415926535     		Φ = 2.24574787340039
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.89584478} λ = 0.89584478}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.24574787340039))-π/2
    2×atan(9.44747843288317)-π/2
    2×1.46534064474344-π/2
    2.93068128948688-1.57079632675     		φ = 1.35988496
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.89584478} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.328125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35988496 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.915669°
  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 658 KachelY 146 0.89584478 1.35988496 51.328125 77.915669
    Oben rechts KachelX + 1 659 KachelY 146 0.90198070 1.35988496 51.679687 77.915669
    Unten links KachelX 658 KachelY + 1 147 0.89584478 1.35859654 51.328125 77.841848
    Unten rechts KachelX + 1 659 KachelY + 1 147 0.90198070 1.35859654 51.679687 77.841848
  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(1.35988496-1.35859654) × R
    0.00128842000000007 × 6371000     		dl = 8208.52382000043m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35988496-1.35859654) × R
    0.00128842000000007 × 6371000     		dr = 8208.52382000043m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.89584478-0.90198070) × cos(1.35988496) × R
    0.00613591999999996 × 0.209351158050482 × 6371000     		do = 8183.94423253923m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.89584478-0.90198070) × cos(1.35859654) × R
    0.00613591999999996 × 0.210610853227156 × 6371000     		du = 8233.18816876533m
  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(1.35988496)-sin(1.35859654))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.209351158050482-0.210610853227156)×R²
    abs(0.90198070-0.89584478)×0.00125969517667396×R²
    0.00613591999999996×0.00125969517667396×6371000²
    0.00613591999999996×0.00125969517667396×40589641000000     		ar = 67380220.5071912m²