Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 10758 / 5637
↖ ↑ ↗
← N 81.514220°
W120.904541°		 ← 90.13 m → N 81.514220°
W120.899048°		 →
↑
90.09 m
↓
↑
90.09 m
↓
N 81.513409°
W120.904541°		 ← 90.14 m →
8 120 m²		 N 81.513409°
W120.899048°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 10758 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5637 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.164161682128906 y=0.0860214233398438 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.164161682128906 × 216)
    floor (0.164161682128906 × 65536)
    floor (10758.5)     		tx = 10758
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0860214233398438 × 216)
    floor (0.0860214233398438 × 65536)
    floor (5637.5)     		ty = 5637
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 10758 / 5637 ti = "16/10758/5637"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/10758/5637.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 10758 ÷ 216
    10758 ÷ 65536     		x = 0.164154052734375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5637 ÷ 216
    5637 ÷ 65536     		y = 0.0860137939453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.164154052734375 × 2 - 1) × π
    -0.67169189453125 × 3.1415926535     		Λ = -2.11018232
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0860137939453125 × 2 - 1) × π
    0.827972412109375 × 3.1415926535     		Φ = 2.60115204718349
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.11018232} λ = -2.11018232}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.60115204718349))-π/2
    2×atan(13.4792578345383)-π/2
    2×1.49674392537485-π/2
    2.99348785074969-1.57079632675     		φ = 1.42269152
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.11018232} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -120.904541°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.42269152 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.514220°
  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 10758 KachelY 5637 -2.11018232 1.42269152 -120.904541 81.514220
    Oben rechts KachelX + 1 10759 KachelY 5637 -2.11008645 1.42269152 -120.899048 81.514220
    Unten links KachelX 10758 KachelY + 1 5638 -2.11018232 1.42267738 -120.904541 81.513409
    Unten rechts KachelX + 1 10759 KachelY + 1 5638 -2.11008645 1.42267738 -120.899048 81.513409
  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(1.42269152-1.42267738) × R
    1.41399999999958e-05 × 6371000     		dl = 90.0859399999734m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.42269152-1.42267738) × R
    1.41399999999958e-05 × 6371000     		dr = 90.0859399999734m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.11018232--2.11008645) × cos(1.42269152) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.147563952994395 × 6371000     		do = 90.1302577818292m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.11018232--2.11008645) × cos(1.42267738) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.147577938182221 × 6371000     		du = 90.1387997635147m
  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(1.42269152)-sin(1.42267738))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.147563952994395-0.147577938182221)×R²
    abs(-2.11008645--2.11018232)×1.39851878264707e-05×R²
    9.58699999999979e-05×1.39851878264707e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×1.39851878264707e-05×40589641000000     		ar = 8119.85375124586m²