Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107409 / 41971
↖ ↑ ↗
← N 54.183334°
E115.007630°		 ← 178.70 m → N 54.183334°
E115.010376°		 →
↑
178.77 m
↓
↑
178.77 m
↓
N 54.181726°
E115.007630°		 ← 178.70 m →
31 946 m²		 N 54.181726°
E115.010376°
↙ ↓ ↘

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 107409 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41971 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.819469451904297 y=0.320217132568359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.819469451904297 × 217)
    floor (0.819469451904297 × 131072)
    floor (107409.5)     		tx = 107409
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.320217132568359 × 217)
    floor (0.320217132568359 × 131072)
    floor (41971.5)     		ty = 41971
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107409 / 41971 ti = "17/107409/41971"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107409/41971.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107409 ÷ 217
    107409 ÷ 131072     		x = 0.819465637207031
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41971 ÷ 217
    41971 ÷ 131072     		y = 0.320213317871094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.819465637207031 × 2 - 1) × π
    0.638931274414062 × 3.1415926535     		Λ = 2.00726180
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.320213317871094 × 2 - 1) × π
    0.359573364257812 × 3.1415926535     		Φ = 1.12963303954662
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.00726180} λ = 2.00726180}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.12963303954662))-π/2
    2×atan(3.09452072501695)-π/2
    2×1.25823695165691-π/2
    2.51647390331382-1.57079632675     		φ = 0.94567758
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.00726180} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 115.007630°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.94567758 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.183334°
  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 107409 KachelY 41971 2.00726180 0.94567758 115.007630 54.183334
    Oben rechts KachelX + 1 107410 KachelY 41971 2.00730973 0.94567758 115.010376 54.183334
    Unten links KachelX 107409 KachelY + 1 41972 2.00726180 0.94564952 115.007630 54.181726
    Unten rechts KachelX + 1 107410 KachelY + 1 41972 2.00730973 0.94564952 115.010376 54.181726
  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(0.94567758-0.94564952) × R
    2.80599999999964e-05 × 6371000     		dl = 178.770259999977m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.94567758-0.94564952) × R
    2.80599999999964e-05 × 6371000     		dr = 178.770259999977m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.00726180-2.00730973) × cos(0.94567758) × R
    4.79299999995852e-05 × 0.585193568086286 × 6371000     		do = 178.695895892225m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.00726180-2.00730973) × cos(0.94564952) × R
    4.79299999995852e-05 × 0.585216321531311 × 6371000     		du = 178.702843930388m
  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(0.94567758)-sin(0.94564952))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.585193568086286-0.585216321531311)×R²
    abs(2.00730973-2.00726180)×2.27534450252254e-05×R²
    4.79299999995852e-05×2.27534450252254e-05×6371000²
    4.79299999995852e-05×2.27534450252254e-05×40589641000000     		ar = 31946.1328229028m²