Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2134 / 2046
↖ ↑ ↗
← N  0.175781°
E  7.558594°		 ← 9 772.94 m → N  0.175781°
E  7.646484°		 →
↑
9 772.99 m
↓
↑
9 772.99 m
↓
N  0.087891°
E  7.558594°		 ← 9 772.98 m →
95 511 004 m²		 N  0.087891°
E  7.646484°
↙ ↓ ↘

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 2134 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2046 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5211181640625 y=0.4996337890625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5211181640625 × 212)
    floor (0.5211181640625 × 4096)
    floor (2134.5)     		tx = 2134
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.4996337890625 × 212)
    floor (0.4996337890625 × 4096)
    floor (2046.5)     		ty = 2046
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2134 / 2046 ti = "12/2134/2046"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2134/2046.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2134 ÷ 212
    2134 ÷ 4096     		x = 0.52099609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2046 ÷ 212
    2046 ÷ 4096     		y = 0.49951171875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.52099609375 × 2 - 1) × π
    0.0419921875 × 3.1415926535     		Λ = 0.13192235
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.49951171875 × 2 - 1) × π
    0.0009765625 × 3.1415926535     		Φ = 0.00306796157568359
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.13192235} λ = 0.13192235}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.00306796157568359))-π/2
    2×atan(1.0030726725863)-π/2
    2×0.786932141778892-π/2
    1.57386428355778-1.57079632675     		φ = 0.00306796
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.13192235} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 7.558594°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.00306796 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 0.175781°
  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 2134 KachelY 2046 0.13192235 0.00306796 7.558594 0.175781
    Oben rechts KachelX + 1 2135 KachelY 2046 0.13345633 0.00306796 7.646484 0.175781
    Unten links KachelX 2134 KachelY + 1 2047 0.13192235 0.00153398 7.558594 0.087891
    Unten rechts KachelX + 1 2135 KachelY + 1 2047 0.13345633 0.00153398 7.646484 0.087891
  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(0.00306796-0.00153398) × R
    0.00153398 × 6371000     		dl = 9772.98658m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.00306796-0.00153398) × R
    0.00153398 × 6371000     		dr = 9772.98658m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.13192235-0.13345633) × cos(0.00306796) × R
    0.00153398000000002 × 0.999995293814411 × 6371000     		do = 9772.94058651151m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.13192235-0.13345633) × cos(0.00153398) × R
    0.00153398000000002 × 0.99999882345291 × 6371000     		du = 9772.9750816212m
  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(0.00306796)-sin(0.00153398))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.999995293814411-0.99999882345291)×R²
    abs(0.13345633-0.13192235)×3.52963849992172e-06×R²
    0.00153398000000002×3.52963849992172e-06×6371000²
    0.00153398000000002×3.52963849992172e-06×40589641000000     		ar = 95511004.4881065m²