Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1780 / 2812
↖ ↑ ↗
← S 55.578345°
W 23.554687°		 ← 5 524.46 m → S 55.578345°
W 23.466797°		 →
↑
5 520.98 m
↓
↑
5 520.98 m
↓
S 55.627996°
W 23.554687°		 ← 5 517.47 m →
30 481 163 m²		 S 55.627996°
W 23.466797°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1780 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2812 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.4346923828125 y=0.6866455078125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.4346923828125 × 212)
    floor (0.4346923828125 × 4096)
    floor (1780.5)     		tx = 1780
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.6866455078125 × 212)
    floor (0.6866455078125 × 4096)
    floor (2812.5)     		ty = 2812
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1780 / 2812 ti = "12/1780/2812"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1780/2812.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1780 ÷ 212
    1780 ÷ 4096     		x = 0.4345703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2812 ÷ 212
    2812 ÷ 4096     		y = 0.6865234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4345703125 × 2 - 1) × π
    -0.130859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.41110685
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.6865234375 × 2 - 1) × π
    -0.373046875 × 3.1415926535     		Φ = -1.17196132191113
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.41110685} λ = -0.41110685}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.17196132191113))-π/2
    2×atan(0.309758808350242)-π/2
    2×0.300385609738003-π/2
    0.600771219476006-1.57079632675     		φ = -0.97002511
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.41110685} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -23.554687°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.97002511 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -55.578345°
  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 1780 KachelY 2812 -0.41110685 -0.97002511 -23.554687 -55.578345
    Oben rechts KachelX + 1 1781 KachelY 2812 -0.40957287 -0.97002511 -23.466797 -55.578345
    Unten links KachelX 1780 KachelY + 1 2813 -0.41110685 -0.97089169 -23.554687 -55.627996
    Unten rechts KachelX + 1 1781 KachelY + 1 2813 -0.40957287 -0.97089169 -23.466797 -55.627996
  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(-0.97002511--0.97089169) × R
    0.00086657999999995 × 6371000     		dl = 5520.98117999968m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.97002511--0.97089169) × R
    0.00086657999999995 × 6371000     		dr = 5520.98117999968m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.41110685--0.40957287) × cos(-0.97002511) × R
    0.00153398000000005 × 0.56527881810188 × 6371000     		do = 5524.4623032681m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.41110685--0.40957287) × cos(-0.97089169) × R
    0.00153398000000005 × 0.564563764178162 × 6371000     		du = 5517.47409086762m
  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(-0.97002511)-sin(-0.97089169))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.56527881810188-0.564563764178162)×R²
    abs(-0.40957287--0.41110685)×0.000715053923718623×R²
    0.00153398000000005×0.000715053923718623×6371000²
    0.00153398000000005×0.000715053923718623×40589641000000     		ar = 30481163.4188988m²