Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58182 / 89887
↖ ↑ ↗
← S 55.427455°
W 20.198364°		 ← 173.31 m → S 55.427455°
W 20.195618°		 →
↑
173.35 m
↓
↑
173.35 m
↓
S 55.429014°
W 20.198364°		 ← 173.31 m →
30 044 m²		 S 55.429014°
W 20.195618°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 58182 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 89887 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443897247314453 y=0.685787200927734 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443897247314453 × 217)
    floor (0.443897247314453 × 131072)
    floor (58182.5)     		tx = 58182
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.685787200927734 × 217)
    floor (0.685787200927734 × 131072)
    floor (89887.5)     		ty = 89887
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58182 / 89887 ti = "17/58182/89887"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58182/89887.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58182 ÷ 217
    58182 ÷ 131072     		x = 0.443893432617188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 89887 ÷ 217
    89887 ÷ 131072     		y = 0.685783386230469
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443893432617188 × 2 - 1) × π
    -0.112213134765625 × 3.1415926535     		Λ = -0.35252796
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.685783386230469 × 2 - 1) × π
    -0.371566772460938 × 3.1415926535     		Φ = -1.16731144264799
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35252796} λ = -0.35252796}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.16731144264799))-π/2
    2×atan(0.311202503312177)-π/2
    2×0.301702371078996-π/2
    0.603404742157991-1.57079632675     		φ = -0.96739158
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35252796} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.198364°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.96739158 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -55.427455°
  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 58182 KachelY 89887 -0.35252796 -0.96739158 -20.198364 -55.427455
    Oben rechts KachelX + 1 58183 KachelY 89887 -0.35248002 -0.96739158 -20.195618 -55.427455
    Unten links KachelX 58182 KachelY + 1 89888 -0.35252796 -0.96741879 -20.198364 -55.429014
    Unten rechts KachelX + 1 58183 KachelY + 1 89888 -0.35248002 -0.96741879 -20.195618 -55.429014
  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(-0.96739158--0.96741879) × R
    2.72099999999442e-05 × 6371000     		dl = 173.354909999645m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.96739158--0.96741879) × R
    2.72099999999442e-05 × 6371000     		dr = 173.354909999645m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35252796--0.35248002) × cos(-0.96739158) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.567449254005923 × 6371000     		do = 173.313608317093m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35252796--0.35248002) × cos(-0.96741879) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.567426848854107 × 6371000     		du = 173.30676520702m
  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(-0.96739158)-sin(-0.96741879))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.567449254005923-0.567426848854107)×R²
    abs(-0.35248002--0.35252796)×2.24051518157298e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.24051518157298e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.24051518157298e-05×40589641000000     		ar = 30044.1718298534m²