Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
9 / 428 / 476
↖ ↑ ↗
← S 82.308893°
E120.937500°		 ← 10.464 km → S 82.308893°
E121.640625°		 →
↑
10.400 km
↓
↑
10.400 km
↓
S 82.402423°
E120.937500°		 ← 10.337 km →
108.165 km²		 S 82.402423°
E121.640625°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 9 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 428 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 476 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.8369140625 y=0.9306640625 und der Vergrößerungsstufe zoom=9 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.8369140625 × 29)
    floor (0.8369140625 × 512)
    floor (428.5)     		tx = 428
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.9306640625 × 29)
    floor (0.9306640625 × 512)
    floor (476.5)     		ty = 476
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 9 / 428 / 476 ti = "9/428/476"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/9/428/476.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 428 ÷ 29
    428 ÷ 512     		x = 0.8359375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 476 ÷ 29
    476 ÷ 512     		y = 0.9296875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.8359375 × 2 - 1) × π
    0.671875 × 3.1415926535     		Λ = 2.11075756
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.9296875 × 2 - 1) × π
    -0.859375 × 3.1415926535     		Φ = -2.69980618660156
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.11075756} λ = 2.11075756}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.69980618660156))-π/2
    2×atan(0.0672185393308908)-π/2
    2×0.0671175743461181-π/2
    0.134235148692236-1.57079632675     		φ = -1.43656118
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.11075756} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 120.937500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.43656118 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -82.308893°
  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 428 KachelY 476 2.11075756 -1.43656118 120.937500 -82.308893
    Oben rechts KachelX + 1 429 KachelY 476 2.12302941 -1.43656118 121.640625 -82.308893
    Unten links KachelX 428 KachelY + 1 477 2.11075756 -1.43819360 120.937500 -82.402423
    Unten rechts KachelX + 1 429 KachelY + 1 477 2.12302941 -1.43819360 121.640625 -82.402423
  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(-1.43656118--1.43819360) × R
    0.00163241999999997 × 6371000     		dl = 10400.1478199998m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.43656118--1.43819360) × R
    0.00163241999999997 × 6371000     		dr = 10400.1478199998m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.11075756-2.12302941) × cos(-1.43656118) × R
    0.0122718499999999 × 0.133832377654437 × 6371000     		do = 10463.5447727511m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.11075756-2.12302941) × cos(-1.43819360) × R
    0.0122718499999999 × 0.132214465332803 × 6371000     		du = 10337.0499864184m
  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(-1.43656118)-sin(-1.43819360))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.133832377654437-0.132214465332803)×R²
    abs(2.12302941-2.11075756)×0.00161791232163425×R²
    0.0122718499999999×0.00161791232163425×6371000²
    0.0122718499999999×0.00161791232163425×40589641000000     		ar = 108164654.139313m²