Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 39776 / 19360
↖ ↑ ↗
← N 59.085739°
E 38.496094°		 ← 313.80 m → N 59.085739°
E 38.501587°		 →
↑
313.84 m
↓
↑
313.84 m
↓
N 59.082916°
E 38.496094°		 ← 313.82 m →
98 484 m²		 N 59.082916°
E 38.501587°
↙ ↓ ↘

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 39776 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19360 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.606941223144531 y=0.295417785644531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.606941223144531 × 216)
    floor (0.606941223144531 × 65536)
    floor (39776.5)     		tx = 39776
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.295417785644531 × 216)
    floor (0.295417785644531 × 65536)
    floor (19360.5)     		ty = 19360
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 39776 / 19360 ti = "16/39776/19360"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/39776/19360.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 39776 ÷ 216
    39776 ÷ 65536     		x = 0.60693359375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19360 ÷ 216
    19360 ÷ 65536     		y = 0.29541015625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.60693359375 × 2 - 1) × π
    0.2138671875 × 3.1415926535     		Λ = 0.67188359
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.29541015625 × 2 - 1) × π
    0.4091796875 × 3.1415926535     		Φ = 1.28547590021143
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.67188359} λ = 0.67188359}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.28547590021143))-π/2
    2×atan(3.61638858785429)-π/2
    2×1.30101850289599-π/2
    2.60203700579198-1.57079632675     		φ = 1.03124068
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.67188359} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.496094°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03124068 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.085739°
  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 39776 KachelY 19360 0.67188359 1.03124068 38.496094 59.085739
    Oben rechts KachelX + 1 39777 KachelY 19360 0.67197946 1.03124068 38.501587 59.085739
    Unten links KachelX 39776 KachelY + 1 19361 0.67188359 1.03119142 38.496094 59.082916
    Unten rechts KachelX + 1 39777 KachelY + 1 19361 0.67197946 1.03119142 38.501587 59.082916
  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(1.03124068-1.03119142) × R
    4.92599999999399e-05 × 6371000     		dl = 313.835459999617m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03124068-1.03119142) × R
    4.92599999999399e-05 × 6371000     		dr = 313.835459999617m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.67188359-0.67197946) × cos(1.03124068) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.51375481530603 × 6371000     		do = 313.795157967525m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.67188359-0.67197946) × cos(1.03119142) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.513797076662 × 6371000     		du = 313.820970686895m
  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(1.03124068)-sin(1.03119142))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.51375481530603-0.513797076662)×R²
    abs(0.67197946-0.67188359)×4.22613559699636e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.22613559699636e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.22613559699636e-05×40589641000000     		ar = 98484.0982395387m²