Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
16 / 9344 / 25728
↖ ↑ ↗
← N 36.031332°
W128.671875°		 ← 493.94 m → N 36.031332°
W128.666382°		 →
↑
493.94 m
↓
↑
493.94 m
↓
N 36.026889°
W128.671875°		 ← 493.97 m →
243 986 m²		 N 36.026889°
W128.666382°
↙ ↓ ↘

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 9344 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 25728 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.142585754394531 y=0.392585754394531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.142585754394531 × 216)
    floor (0.142585754394531 × 65536)
    floor (9344.5)     		tx = 9344
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.392585754394531 × 216)
    floor (0.392585754394531 × 65536)
    floor (25728.5)     		ty = 25728
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 9344 / 25728 ti = "16/9344/25728"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/9344/25728.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9344 ÷ 216
    9344 ÷ 65536     		x = 0.142578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 25728 ÷ 216
    25728 ÷ 65536     		y = 0.392578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.142578125 × 2 - 1) × π
    -0.71484375 × 3.1415926535     		Λ = -2.24574787
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.392578125 × 2 - 1) × π
    0.21484375 × 3.1415926535     		Φ = 0.674951546650391
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.24574787} λ = -2.24574787}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.674951546650391))-π/2
    2×atan(1.96393781429889)-π/2
    2×1.09983085007737-π/2
    2.19966170015474-1.57079632675     		φ = 0.62886537
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.24574787} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -128.671875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.62886537 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 36.031332°
  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 9344 KachelY 25728 -2.24574787 0.62886537 -128.671875 36.031332
    Oben rechts KachelX + 1 9345 KachelY 25728 -2.24565200 0.62886537 -128.666382 36.031332
    Unten links KachelX 9344 KachelY + 1 25729 -2.24574787 0.62878784 -128.671875 36.026889
    Unten rechts KachelX + 1 9345 KachelY + 1 25729 -2.24565200 0.62878784 -128.666382 36.026889
  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(0.62886537-0.62878784) × R
    7.75299999999923e-05 × 6371000     		dl = 493.943629999951m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.62886537-0.62878784) × R
    7.75299999999923e-05 × 6371000     		dr = 493.943629999951m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.24574787--2.24565200) × cos(0.62886537) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.808695449364141 × 6371000     		do = 493.941290126261m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.24574787--2.24565200) × cos(0.62878784) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.808741052216845 × 6371000     		du = 493.969143790969m
  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(0.62886537)-sin(0.62878784))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.808695449364141-0.808741052216845)×R²
    abs(-2.24565200--2.24574787)×4.56028527032748e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.56028527032748e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.56028527032748e-05×40589641000000     		ar = 243986.033044031m²