Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58322 / 89129
↖ ↑ ↗
← S 54.228314°
W 19.813843°		 ← 178.50 m → S 54.228314°
W 19.811096°		 →
↑
178.52 m
↓
↑
178.52 m
↓
S 54.229919°
W 19.813843°		 ← 178.49 m →
31 865 m²		 S 54.229919°
W 19.811096°
↙ ↓ ↘

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 58322 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 89129 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444965362548828 y=0.680004119873047 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444965362548828 × 217)
    floor (0.444965362548828 × 131072)
    floor (58322.5)     		tx = 58322
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.680004119873047 × 217)
    floor (0.680004119873047 × 131072)
    floor (89129.5)     		ty = 89129
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58322 / 89129 ti = "17/58322/89129"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58322/89129.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58322 ÷ 217
    58322 ÷ 131072     		x = 0.444961547851562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 89129 ÷ 217
    89129 ÷ 131072     		y = 0.680000305175781
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444961547851562 × 2 - 1) × π
    -0.110076904296875 × 3.1415926535     		Λ = -0.34581679
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.680000305175781 × 2 - 1) × π
    -0.360000610351562 × 3.1415926535     		Φ = -1.13097527273598
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34581679} λ = -0.34581679}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.13097527273598))-π/2
    2×atan(0.322718364472174)-π/2
    2×0.312166855711261-π/2
    0.624333711422521-1.57079632675     		φ = -0.94646262
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34581679} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.813843°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94646262 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.228314°
  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 58322 KachelY 89129 -0.34581679 -0.94646262 -19.813843 -54.228314
    Oben rechts KachelX + 1 58323 KachelY 89129 -0.34576886 -0.94646262 -19.811096 -54.228314
    Unten links KachelX 58322 KachelY + 1 89130 -0.34581679 -0.94649064 -19.813843 -54.229919
    Unten rechts KachelX + 1 58323 KachelY + 1 89130 -0.34576886 -0.94649064 -19.811096 -54.229919
  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(-0.94646262--0.94649064) × R
    2.80200000000175e-05 × 6371000     		dl = 178.515420000111m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94646262--0.94649064) × R
    2.80200000000175e-05 × 6371000     		dr = 178.515420000111m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34581679--0.34576886) × cos(-0.94646262) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.584556803888349 × 6371000     		do = 178.501452285561m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34581679--0.34576886) × cos(-0.94649064) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.58453406955382 × 6371000     		du = 178.494510083018m
  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(-0.94646262)-sin(-0.94649064))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.584556803888349-0.58453406955382)×R²
    abs(-0.34576886--0.34581679)×2.27343345289288e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.27343345289288e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.27343345289288e-05×40589641000000     		ar = 31864.6420823522m²