Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58246 / 90038
↖ ↑ ↗
← S 55.662095°
W 20.022583°		 ← 172.28 m → S 55.662095°
W 20.019836°		 →
↑
172.27 m
↓
↑
172.27 m
↓
S 55.663644°
W 20.022583°		 ← 172.28 m →
29 679 m²		 S 55.663644°
W 20.019836°
↙ ↓ ↘

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 58246 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 90038 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444385528564453 y=0.686939239501953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444385528564453 × 217)
    floor (0.444385528564453 × 131072)
    floor (58246.5)     		tx = 58246
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.686939239501953 × 217)
    floor (0.686939239501953 × 131072)
    floor (90038.5)     		ty = 90038
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58246 / 90038 ti = "17/58246/90038"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58246/90038.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58246 ÷ 217
    58246 ÷ 131072     		x = 0.444381713867188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 90038 ÷ 217
    90038 ÷ 131072     		y = 0.686935424804688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444381713867188 × 2 - 1) × π
    -0.111236572265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.34946000
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.686935424804688 × 2 - 1) × π
    -0.373870849609375 × 3.1415926535     		Φ = -1.17454991449062
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34946000} λ = -0.34946000}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.17454991449062))-π/2
    2×atan(0.3089580059203)-π/2
    2×0.299654752307399-π/2
    0.599309504614798-1.57079632675     		φ = -0.97148682
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34946000} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.022583°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.97148682 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -55.662095°
  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 58246 KachelY 90038 -0.34946000 -0.97148682 -20.022583 -55.662095
    Oben rechts KachelX + 1 58247 KachelY 90038 -0.34941206 -0.97148682 -20.019836 -55.662095
    Unten links KachelX 58246 KachelY + 1 90039 -0.34946000 -0.97151386 -20.022583 -55.663644
    Unten rechts KachelX + 1 58247 KachelY + 1 90039 -0.34941206 -0.97151386 -20.019836 -55.663644
  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(-0.97148682--0.97151386) × R
    2.70399999999782e-05 × 6371000     		dl = 172.271839999861m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.97148682--0.97151386) × R
    2.70399999999782e-05 × 6371000     		dr = 172.271839999861m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34946000--0.34941206) × cos(-0.97148682) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.564072450200937 × 6371000     		do = 172.282245516121m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34946000--0.34941206) × cos(-0.97151386) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.564050122382616 × 6371000     		du = 172.275426025688m
  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(-0.97148682)-sin(-0.97151386))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.564072450200937-0.564050122382616)×R²
    abs(-0.34941206--0.34946000)×2.23278183211217e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.23278183211217e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.23278183211217e-05×40589641000000     		ar = 29678.7920330787m²