Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 39712 / 19230
↖ ↑ ↗
← N 59.450659°
E 38.144531°		 ← 310.48 m → N 59.450659°
E 38.150025°		 →
↑
310.46 m
↓
↑
310.46 m
↓
N 59.447867°
E 38.144531°		 ← 310.51 m →
96 396 m²		 N 59.447867°
E 38.150025°
↙ ↓ ↘

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 39712 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19230 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.605964660644531 y=0.293434143066406 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.605964660644531 × 216)
    floor (0.605964660644531 × 65536)
    floor (39712.5)     		tx = 39712
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.293434143066406 × 216)
    floor (0.293434143066406 × 65536)
    floor (19230.5)     		ty = 19230
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 39712 / 19230 ti = "16/39712/19230"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/39712/19230.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 39712 ÷ 216
    39712 ÷ 65536     		x = 0.60595703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19230 ÷ 216
    19230 ÷ 65536     		y = 0.293426513671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.60595703125 × 2 - 1) × π
    0.2119140625 × 3.1415926535     		Λ = 0.66574766
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.293426513671875 × 2 - 1) × π
    0.41314697265625 × 3.1415926535     		Φ = 1.29793949411264
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.66574766} λ = 0.66574766}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.29793949411264))-π/2
    2×atan(3.66174384422392)-π/2
    2×1.30420304044921-π/2
    2.60840608089842-1.57079632675     		φ = 1.03760975
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.66574766} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.144531°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03760975 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.450659°
  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 39712 KachelY 19230 0.66574766 1.03760975 38.144531 59.450659
    Oben rechts KachelX + 1 39713 KachelY 19230 0.66584354 1.03760975 38.150025 59.450659
    Unten links KachelX 39712 KachelY + 1 19231 0.66574766 1.03756102 38.144531 59.447867
    Unten rechts KachelX + 1 39713 KachelY + 1 19231 0.66584354 1.03756102 38.150025 59.447867
  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(1.03760975-1.03756102) × R
    4.87300000000523e-05 × 6371000     		dl = 310.458830000333m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03760975-1.03756102) × R
    4.87300000000523e-05 × 6371000     		dr = 310.458830000333m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.66574766-0.66584354) × cos(1.03760975) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.508280170881926 × 6371000     		do = 310.483694638034m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.66574766-0.66584354) × cos(1.03756102) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.508322136153467 × 6371000     		du = 310.509329186263m
  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(1.03760975)-sin(1.03756102))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.508280170881926-0.508322136153467)×R²
    abs(0.66584354-0.66574766)×4.19652715409891e-05×R²
    9.58800000000481e-05×4.19652715409891e-05×6371000²
    9.58800000000481e-05×4.19652715409891e-05×40589641000000     		ar = 96396.3838263072m²