Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 101029 / 98710
↖ ↑ ↗
← S 66.953726°
E 97.484436°		 ← 119.57 m → S 66.953726°
E 97.487183°		 →
↑
119.58 m
↓
↑
119.58 m
↓
S 66.954802°
E 97.484436°		 ← 119.56 m →
14 298 m²		 S 66.954802°
E 97.487183°
↙ ↓ ↘

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 101029 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 98710 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.770793914794922 y=0.753101348876953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.770793914794922 × 217)
    floor (0.770793914794922 × 131072)
    floor (101029.5)     		tx = 101029
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.753101348876953 × 217)
    floor (0.753101348876953 × 131072)
    floor (98710.5)     		ty = 98710
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 101029 / 98710 ti = "17/101029/98710"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/101029/98710.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 101029 ÷ 217
    101029 ÷ 131072     		x = 0.770790100097656
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 98710 ÷ 217
    98710 ÷ 131072     		y = 0.753097534179688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.770790100097656 × 2 - 1) × π
    0.541580200195312 × 3.1415926535     		Λ = 1.70142438
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.753097534179688 × 2 - 1) × π
    -0.506195068359375 × 3.1415926535     		Φ = -1.59025870799574
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.70142438} λ = 1.70142438}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.59025870799574))-π/2
    2×atan(0.203872861371686)-π/2
    2×0.201116676409968-π/2
    0.402233352819937-1.57079632675     		φ = -1.16856297
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.70142438} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 97.484436°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.16856297 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -66.953726°
  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 101029 KachelY 98710 1.70142438 -1.16856297 97.484436 -66.953726
    Oben rechts KachelX + 1 101030 KachelY 98710 1.70147232 -1.16856297 97.487183 -66.953726
    Unten links KachelX 101029 KachelY + 1 98711 1.70142438 -1.16858174 97.484436 -66.954802
    Unten rechts KachelX + 1 101030 KachelY + 1 98711 1.70147232 -1.16858174 97.487183 -66.954802
  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(-1.16856297--1.16858174) × R
    1.87700000000568e-05 × 6371000     		dl = 119.583670000362m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.16856297--1.16858174) × R
    1.87700000000568e-05 × 6371000     		dr = 119.583670000362m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.70142438-1.70147232) × cos(-1.16856297) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.391474427241983 × 6371000     		do = 119.56636663138m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.70142438-1.70147232) × cos(-1.16858174) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.391457155225727 × 6371000     		du = 119.561091313034m
  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(-1.16856297)-sin(-1.16858174))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.391474427241983-0.391457155225727)×R²
    abs(1.70147232-1.70142438)×1.72720162561757e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.72720162561757e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.72720162561757e-05×40589641000000     		ar = 14297.8695098135m²