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
10 / 459 / 697
↖ ↑ ↗
← S 54.367758°
W 18.632813°		 ← 22.774 km → S 54.367758°
W 18.281250°		 →
↑
22.718 km
↓
↑
22.718 km
↓
S 54.572062°
W 18.632813°		 ← 22.661 km →
516.086 km²		 S 54.572062°
W 18.281250°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 459 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 697 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.44873046875 y=0.68115234375 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.44873046875 × 210)
    floor (0.44873046875 × 1024)
    floor (459.5)     		tx = 459
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.68115234375 × 210)
    floor (0.68115234375 × 1024)
    floor (697.5)     		ty = 697
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 459 / 697 ti = "10/459/697"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/459/697.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 459 ÷ 210
    459 ÷ 1024     		x = 0.4482421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 697 ÷ 210
    697 ÷ 1024     		y = 0.6806640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4482421875 × 2 - 1) × π
    -0.103515625 × 3.1415926535     		Λ = -0.32520393
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.6806640625 × 2 - 1) × π
    -0.361328125 × 3.1415926535     		Φ = -1.13514578300293
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.32520393} λ = -0.32520393}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.13514578300293))-π/2
    2×atan(0.321375266867711)-π/2
    2×0.310949966819796-π/2
    0.621899933639592-1.57079632675     		φ = -0.94889639
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.32520393} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.632813°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94889639 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.367758°
  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 459 KachelY 697 -0.32520393 -0.94889639 -18.632813 -54.367758
    Oben rechts KachelX + 1 460 KachelY 697 -0.31906800 -0.94889639 -18.281250 -54.367758
    Unten links KachelX 459 KachelY + 1 698 -0.32520393 -0.95246216 -18.632813 -54.572062
    Unten rechts KachelX + 1 460 KachelY + 1 698 -0.31906800 -0.95246216 -18.281250 -54.572062
  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(-0.94889639--0.95246216) × R
    0.00356576999999991 × 6371000     		dl = 22717.5206699994m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94889639--0.95246216) × R
    0.00356576999999991 × 6371000     		dr = 22717.5206699994m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.32520393--0.31906800) × cos(-0.94889639) × R
    0.00613592999999996 × 0.582580428535012 × 6371000     		do = 22774.2399555722m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.32520393--0.31906800) × cos(-0.95246216) × R
    0.00613592999999996 × 0.579678569220153 × 6371000     		du = 22660.8004421301m
  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(-0.94889639)-sin(-0.95246216))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.582580428535012-0.579678569220153)×R²
    abs(-0.31906800--0.32520393)×0.0029018593148592×R²
    0.00613592999999996×0.0029018593148592×6371000²
    0.00613592999999996×0.0029018593148592×40589641000000     		ar = 516086281.512837m²