Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58183 / 88711
↖ ↑ ↗
← S 53.551731°
W 20.195618°		 ← 181.41 m → S 53.551731°
W 20.192871°		 →
↑
181.45 m
↓
↑
181.45 m
↓
S 53.553363°
W 20.195618°		 ← 181.41 m →
32 916 m²		 S 53.553363°
W 20.192871°
↙ ↓ ↘

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 58183 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 88711 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443904876708984 y=0.676815032958984 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443904876708984 × 217)
    floor (0.443904876708984 × 131072)
    floor (58183.5)     		tx = 58183
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.676815032958984 × 217)
    floor (0.676815032958984 × 131072)
    floor (88711.5)     		ty = 88711
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58183 / 88711 ti = "17/58183/88711"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58183/88711.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58183 ÷ 217
    58183 ÷ 131072     		x = 0.443901062011719
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 88711 ÷ 217
    88711 ÷ 131072     		y = 0.676811218261719
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443901062011719 × 2 - 1) × π
    -0.112197875976562 × 3.1415926535     		Λ = -0.35248002
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.676811218261719 × 2 - 1) × π
    -0.353622436523438 × 3.1415926535     		Φ = -1.1109376486948
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35248002} λ = -0.35248002}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.1109376486948))-π/2
    2×atan(0.329250095371868)-π/2
    2×0.318071149649483-π/2
    0.636142299298965-1.57079632675     		φ = -0.93465403
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35248002} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.195618°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.93465403 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.551731°
  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 58183 KachelY 88711 -0.35248002 -0.93465403 -20.195618 -53.551731
    Oben rechts KachelX + 1 58184 KachelY 88711 -0.35243209 -0.93465403 -20.192871 -53.551731
    Unten links KachelX 58183 KachelY + 1 88712 -0.35248002 -0.93468251 -20.195618 -53.553363
    Unten rechts KachelX + 1 58184 KachelY + 1 88712 -0.35243209 -0.93468251 -20.192871 -53.553363
  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(-0.93465403--0.93468251) × R
    2.84799999999974e-05 × 6371000     		dl = 181.446079999983m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.93465403--0.93468251) × R
    2.84799999999974e-05 × 6371000     		dr = 181.446079999983m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35248002--0.35243209) × cos(-0.93465403) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.594096757972946 × 6371000     		do = 181.414592031148m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35248002--0.35243209) × cos(-0.93468251) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.594073848602663 × 6371000     		du = 181.407596379333m
  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(-0.93465403)-sin(-0.93468251))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.594096757972946-0.594073848602663)×R²
    abs(-0.35243209--0.35248002)×2.29093702822647e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.29093702822647e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.29093702822647e-05×40589641000000     		ar = 32916.3319143769m²