Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 101010 / 98454
↖ ↑ ↗
← S 66.676912°
E 97.432251°		 ← 120.90 m → S 66.676912°
E 97.434997°		 →
↑
120.92 m
↓
↑
120.92 m
↓
S 66.678000°
E 97.432251°		 ← 120.89 m →
14 619 m²		 S 66.678000°
E 97.434997°
↙ ↓ ↘

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 101010 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 98454 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.770648956298828 y=0.751148223876953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.770648956298828 × 217)
    floor (0.770648956298828 × 131072)
    floor (101010.5)     		tx = 101010
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.751148223876953 × 217)
    floor (0.751148223876953 × 131072)
    floor (98454.5)     		ty = 98454
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 101010 / 98454 ti = "17/101010/98454"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/101010/98454.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 101010 ÷ 217
    101010 ÷ 131072     		x = 0.770645141601562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 98454 ÷ 217
    98454 ÷ 131072     		y = 0.751144409179688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.770645141601562 × 2 - 1) × π
    0.541290283203125 × 3.1415926535     		Λ = 1.70051358
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.751144409179688 × 2 - 1) × π
    -0.502288818359375 × 3.1415926535     		Φ = -1.57798686169301
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.70051358} λ = 1.70051358}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.57798686169301))-π/2
    2×atan(0.20639017222589)-π/2
    2×0.203532337728846-π/2
    0.407064675457693-1.57079632675     		φ = -1.16373165
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.70051358} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 97.432251°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.16373165 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -66.676912°
  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 101010 KachelY 98454 1.70051358 -1.16373165 97.432251 -66.676912
    Oben rechts KachelX + 1 101011 KachelY 98454 1.70056151 -1.16373165 97.434997 -66.676912
    Unten links KachelX 101010 KachelY + 1 98455 1.70051358 -1.16375063 97.432251 -66.678000
    Unten rechts KachelX + 1 101011 KachelY + 1 98455 1.70056151 -1.16375063 97.434997 -66.678000
  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(-1.16373165--1.16375063) × R
    1.89800000001128e-05 × 6371000     		dl = 120.921580000719m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.16373165--1.16375063) × R
    1.89800000001128e-05 × 6371000     		dr = 120.921580000719m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.70051358-1.70056151) × cos(-1.16373165) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.395915568585027 × 6371000     		do = 120.897581731802m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.70051358-1.70056151) × cos(-1.16375063) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.395898139428024 × 6371000     		du = 120.892259529038m
  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(-1.16373165)-sin(-1.16375063))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.395915568585027-0.395898139428024)×R²
    abs(1.70056151-1.70051358)×1.74291570025353e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.74291570025353e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.74291570025353e-05×40589641000000     		ar = 14618.8048169664m²