Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 70116 / 42837
↖ ↑ ↗
← N 52.767877°
E 12.579346°		 ← 184.80 m → N 52.767877°
E 12.582092°		 →
↑
184.76 m
↓
↑
184.76 m
↓
N 52.766216°
E 12.579346°		 ← 184.80 m →
34 143 m²		 N 52.766216°
E 12.582092°
↙ ↓ ↘

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 70116 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42837 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.534946441650391 y=0.326824188232422 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.534946441650391 × 217)
    floor (0.534946441650391 × 131072)
    floor (70116.5)     		tx = 70116
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.326824188232422 × 217)
    floor (0.326824188232422 × 131072)
    floor (42837.5)     		ty = 42837
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 70116 / 42837 ti = "17/70116/42837"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/70116/42837.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 70116 ÷ 217
    70116 ÷ 131072     		x = 0.534942626953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42837 ÷ 217
    42837 ÷ 131072     		y = 0.326820373535156
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.534942626953125 × 2 - 1) × π
    0.06988525390625 × 3.1415926535     		Λ = 0.21955100
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.326820373535156 × 2 - 1) × π
    0.346359252929688 × 3.1415926535     		Φ = 1.08811968447565
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.21955100} λ = 0.21955100}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.08811968447565))-π/2
    2×atan(2.9686867534584)-π/2
    2×1.24588476374045-π/2
    2.4917695274809-1.57079632675     		φ = 0.92097320
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.21955100} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 12.579346°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92097320 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.767877°
  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 70116 KachelY 42837 0.21955100 0.92097320 12.579346 52.767877
    Oben rechts KachelX + 1 70117 KachelY 42837 0.21959894 0.92097320 12.582092 52.767877
    Unten links KachelX 70116 KachelY + 1 42838 0.21955100 0.92094420 12.579346 52.766216
    Unten rechts KachelX + 1 70117 KachelY + 1 42838 0.21959894 0.92094420 12.582092 52.766216
  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(0.92097320-0.92094420) × R
    2.90000000000568e-05 × 6371000     		dl = 184.759000000362m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92097320-0.92094420) × R
    2.90000000000568e-05 × 6371000     		dr = 184.759000000362m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.21955100-0.21959894) × cos(0.92097320) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.605045590377428 × 6371000     		do = 184.796497174749m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.21955100-0.21959894) × cos(0.92094420) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.605068679656997 × 6371000     		du = 184.803549235047m
  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(0.92097320)-sin(0.92094420))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.605045590377428-0.605068679656997)×R²
    abs(0.21959894-0.21955100)×2.30892795685111e-05×R²
    4.79399999999963e-05×2.30892795685111e-05×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.30892795685111e-05×40589641000000     		ar = 34143.4674898025m²