Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58393 / 89277
↖ ↑ ↗
← S 54.465249°
W 19.618835°		 ← 177.48 m → S 54.465249°
W 19.616089°		 →
↑
177.50 m
↓
↑
177.50 m
↓
S 54.466845°
W 19.618835°		 ← 177.47 m →
31 501 m²		 S 54.466845°
W 19.616089°
↙ ↓ ↘

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 58393 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 89277 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.445507049560547 y=0.681133270263672 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.445507049560547 × 217)
    floor (0.445507049560547 × 131072)
    floor (58393.5)     		tx = 58393
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.681133270263672 × 217)
    floor (0.681133270263672 × 131072)
    floor (89277.5)     		ty = 89277
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58393 / 89277 ti = "17/58393/89277"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58393/89277.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58393 ÷ 217
    58393 ÷ 131072     		x = 0.445503234863281
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 89277 ÷ 217
    89277 ÷ 131072     		y = 0.681129455566406
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.445503234863281 × 2 - 1) × π
    -0.108993530273438 × 3.1415926535     		Λ = -0.34241327
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.681129455566406 × 2 - 1) × π
    -0.362258911132812 × 3.1415926535     		Φ = -1.13806993387975
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34241327} λ = -0.34241327}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.13806993387975))-π/2
    2×atan(0.320436889746097)-π/2
    2×0.310099202093757-π/2
    0.620198404187515-1.57079632675     		φ = -0.95059792
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34241327} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.618835°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.95059792 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.465249°
  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 58393 KachelY 89277 -0.34241327 -0.95059792 -19.618835 -54.465249
    Oben rechts KachelX + 1 58394 KachelY 89277 -0.34236534 -0.95059792 -19.616089 -54.465249
    Unten links KachelX 58393 KachelY + 1 89278 -0.34241327 -0.95062578 -19.618835 -54.466845
    Unten rechts KachelX + 1 58394 KachelY + 1 89278 -0.34236534 -0.95062578 -19.616089 -54.466845
  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(-0.95059792--0.95062578) × R
    2.78599999999907e-05 × 6371000     		dl = 177.496059999941m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.95059792--0.95062578) × R
    2.78599999999907e-05 × 6371000     		dr = 177.496059999941m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34241327--0.34236534) × cos(-0.95059792) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.581196628115969 × 6371000     		do = 177.47538219055m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34241327--0.34236534) × cos(-0.95062578) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.581173956448796 × 6371000     		du = 177.468459124239m
  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(-0.95059792)-sin(-0.95062578))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.581196628115969-0.581173956448796)×R²
    abs(-0.34236534--0.34241327)×2.26716671721805e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.26716671721805e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.26716671721805e-05×40589641000000     		ar = 31500.5666792786m²