Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 39824 / 19088
↖ ↑ ↗
← N 59.844815°
E 38.759766°		 ← 306.83 m → N 59.844815°
E 38.765259°		 →
↑
306.83 m
↓
↑
306.83 m
↓
N 59.842056°
E 38.759766°		 ← 306.85 m →
94 146 m²		 N 59.842056°
E 38.765259°
↙ ↓ ↘

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 39824 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19088 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.607673645019531 y=0.291267395019531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.607673645019531 × 216)
    floor (0.607673645019531 × 65536)
    floor (39824.5)     		tx = 39824
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.291267395019531 × 216)
    floor (0.291267395019531 × 65536)
    floor (19088.5)     		ty = 19088
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 39824 / 19088 ti = "16/39824/19088"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/39824/19088.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 39824 ÷ 216
    39824 ÷ 65536     		x = 0.607666015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19088 ÷ 216
    19088 ÷ 65536     		y = 0.291259765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.607666015625 × 2 - 1) × π
    0.21533203125 × 3.1415926535     		Λ = 0.67648553
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.291259765625 × 2 - 1) × π
    0.41748046875 × 3.1415926535     		Φ = 1.31155357360474
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.67648553} λ = 0.67648553}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.31155357360474))-π/2
    2×atan(3.71193600077478)-π/2
    2×1.30764269316205-π/2
    2.6152853863241-1.57079632675     		φ = 1.04448906
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.67648553} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.759766°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.04448906 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.844815°
  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 39824 KachelY 19088 0.67648553 1.04448906 38.759766 59.844815
    Oben rechts KachelX + 1 39825 KachelY 19088 0.67658140 1.04448906 38.765259 59.844815
    Unten links KachelX 39824 KachelY + 1 19089 0.67648553 1.04444090 38.759766 59.842056
    Unten rechts KachelX + 1 39825 KachelY + 1 19089 0.67658140 1.04444090 38.765259 59.842056
  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(1.04448906-1.04444090) × R
    4.81600000001858e-05 × 6371000     		dl = 306.827360001184m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.04448906-1.04444090) × R
    4.81600000001858e-05 × 6371000     		dr = 306.827360001184m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.67648553-0.67658140) × cos(1.04448906) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.502343785334277 × 6371000     		do = 306.825440417675m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.67648553-0.67658140) × cos(1.04444090) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.502385427161772 × 6371000     		du = 306.85087473663m
  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(1.04448906)-sin(1.04444090))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.502343785334277-0.502385427161772)×R²
    abs(0.67658140-0.67648553)×4.16418274951091e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.16418274951091e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.16418274951091e-05×40589641000000     		ar = 94146.3418550732m²