Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 101653 / 97044
↖ ↑ ↗
← S 65.095272°
E 99.198303°		 ← 128.62 m → S 65.095272°
E 99.201050°		 →
↑
128.63 m
↓
↑
128.63 m
↓
S 65.096429°
E 99.198303°		 ← 128.61 m →
16 544 m²		 S 65.096429°
E 99.201050°
↙ ↓ ↘

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 101653 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 97044 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.775554656982422 y=0.740390777587891 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.775554656982422 × 217)
    floor (0.775554656982422 × 131072)
    floor (101653.5)     		tx = 101653
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.740390777587891 × 217)
    floor (0.740390777587891 × 131072)
    floor (97044.5)     		ty = 97044
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 101653 / 97044 ti = "17/101653/97044"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/101653/97044.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 101653 ÷ 217
    101653 ÷ 131072     		x = 0.775550842285156
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 97044 ÷ 217
    97044 ÷ 131072     		y = 0.740386962890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.775550842285156 × 2 - 1) × π
    0.551101684570312 × 3.1415926535     		Λ = 1.73133700
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.740386962890625 × 2 - 1) × π
    -0.48077392578125 × 3.1415926535     		Φ = -1.51039583322873
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.73133700} λ = 1.73133700}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.51039583322873))-π/2
    2×atan(0.220822551753784)-π/2
    2×0.217334747585059-π/2
    0.434669495170117-1.57079632675     		φ = -1.13612683
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.73133700} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 99.198303°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.13612683 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -65.095272°
  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 101653 KachelY 97044 1.73133700 -1.13612683 99.198303 -65.095272
    Oben rechts KachelX + 1 101654 KachelY 97044 1.73138494 -1.13612683 99.201050 -65.095272
    Unten links KachelX 101653 KachelY + 1 97045 1.73133700 -1.13614702 99.198303 -65.096429
    Unten rechts KachelX + 1 101654 KachelY + 1 97045 1.73138494 -1.13614702 99.201050 -65.096429
  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(-1.13612683--1.13614702) × R
    2.01899999998645e-05 × 6371000     		dl = 128.630489999137m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.13612683--1.13614702) × R
    2.01899999998645e-05 × 6371000     		dr = 128.630489999137m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.73133700-1.73138494) × cos(-1.13612683) × R
    4.79400000001906e-05 × 0.421110654900685 × 6371000     		do = 128.618033395438m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.73133700-1.73138494) × cos(-1.13614702) × R
    4.79400000001906e-05 × 0.421092342297689 × 6371000     		du = 128.612440255116m
  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(-1.13612683)-sin(-1.13614702))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.421110654900685-0.421092342297689)×R²
    abs(1.73138494-1.73133700)×1.83126029950631e-05×R²
    4.79400000001906e-05×1.83126029950631e-05×6371000²
    4.79400000001906e-05×1.83126029950631e-05×40589641000000     		ar = 16543.8409347583m²