Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 31974 / 22316
↖ ↑ ↗
← N 49.681847°
W  4.361572°		 ← 395.24 m → N 49.681847°
W  4.356079°		 →
↑
395.26 m
↓
↑
395.26 m
↓
N 49.678292°
W  4.361572°		 ← 395.27 m →
156 227 m²		 N 49.678292°
W  4.356079°
↙ ↓ ↘

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 31974 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 22316 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.487892150878906 y=0.340522766113281 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.487892150878906 × 216)
    floor (0.487892150878906 × 65536)
    floor (31974.5)     		tx = 31974
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.340522766113281 × 216)
    floor (0.340522766113281 × 65536)
    floor (22316.5)     		ty = 22316
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 31974 / 22316 ti = "16/31974/22316"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/31974/22316.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 31974 ÷ 216
    31974 ÷ 65536     		x = 0.487884521484375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 22316 ÷ 216
    22316 ÷ 65536     		y = 0.34051513671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.487884521484375 × 2 - 1) × π
    -0.02423095703125 × 3.1415926535     		Λ = -0.07612380
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.34051513671875 × 2 - 1) × π
    0.3189697265625 × 3.1415926535     		Φ = 1.00207294965765
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.07612380} λ = -0.07612380}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.00207294965765))-π/2
    2×atan(2.72392253427445)-π/2
    2×1.21895406682133-π/2
    2.43790813364265-1.57079632675     		φ = 0.86711181
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.07612380} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -4.361572°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.86711181 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.681847°
  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 31974 KachelY 22316 -0.07612380 0.86711181 -4.361572 49.681847
    Oben rechts KachelX + 1 31975 KachelY 22316 -0.07602792 0.86711181 -4.356079 49.681847
    Unten links KachelX 31974 KachelY + 1 22317 -0.07612380 0.86704977 -4.361572 49.678292
    Unten rechts KachelX + 1 31975 KachelY + 1 22317 -0.07602792 0.86704977 -4.356079 49.678292
  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(0.86711181-0.86704977) × R
    6.20399999999854e-05 × 6371000     		dl = 395.256839999907m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.86711181-0.86704977) × R
    6.20399999999854e-05 × 6371000     		dr = 395.256839999907m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.07612380--0.07602792) × cos(0.86711181) × R
    9.58800000000065e-05 × 0.647031381909497 × 6371000     		do = 395.240077245889m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.07612380--0.07602792) × cos(0.86704977) × R
    9.58800000000065e-05 × 0.647078683891752 × 6371000     		du = 395.268971731756m
  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(0.86711181)-sin(0.86704977))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.647031381909497-0.647078683891752)×R²
    abs(-0.07602792--0.07612380)×4.7301982254444e-05×R²
    9.58800000000065e-05×4.7301982254444e-05×6371000²
    9.58800000000065e-05×4.7301982254444e-05×40589641000000     		ar = 156227.054395371m²