Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107637 / 41803
↖ ↑ ↗
← N 54.452476°
E115.633850°		 ← 177.57 m → N 54.452476°
E115.636597°		 →
↑
177.56 m
↓
↑
177.56 m
↓
N 54.450880°
E115.633850°		 ← 177.57 m →
31 530 m²		 N 54.450880°
E115.636597°
↙ ↓ ↘

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 107637 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41803 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.821208953857422 y=0.318935394287109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.821208953857422 × 217)
    floor (0.821208953857422 × 131072)
    floor (107637.5)     		tx = 107637
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.318935394287109 × 217)
    floor (0.318935394287109 × 131072)
    floor (41803.5)     		ty = 41803
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107637 / 41803 ti = "17/107637/41803"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107637/41803.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107637 ÷ 217
    107637 ÷ 131072     		x = 0.821205139160156
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41803 ÷ 217
    41803 ÷ 131072     		y = 0.318931579589844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.821205139160156 × 2 - 1) × π
    0.642410278320312 × 3.1415926535     		Λ = 2.01819141
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.318931579589844 × 2 - 1) × π
    0.362136840820312 × 3.1415926535     		Φ = 1.13768643868279
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.01819141} λ = 2.01819141}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.13768643868279))-π/2
    2×atan(3.11954275651591)-π/2
    2×1.26058566425372-π/2
    2.52117132850744-1.57079632675     		φ = 0.95037500
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.01819141} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 115.633850°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.95037500 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.452476°
  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 107637 KachelY 41803 2.01819141 0.95037500 115.633850 54.452476
    Oben rechts KachelX + 1 107638 KachelY 41803 2.01823935 0.95037500 115.636597 54.452476
    Unten links KachelX 107637 KachelY + 1 41804 2.01819141 0.95034713 115.633850 54.450880
    Unten rechts KachelX + 1 107638 KachelY + 1 41804 2.01823935 0.95034713 115.636597 54.450880
  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(0.95037500-0.95034713) × R
    2.78699999999299e-05 × 6371000     		dl = 177.559769999553m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.95037500-0.95034713) × R
    2.78699999999299e-05 × 6371000     		dr = 177.559769999553m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.01819141-2.01823935) × cos(0.95037500) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.581378017757145 × 6371000     		do = 177.567811293093m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.01819141-2.01823935) × cos(0.95034713) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.581400693499193 × 6371000     		du = 177.574737048388m
  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(0.95037500)-sin(0.95034713))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.581378017757145-0.581400693499193)×R²
    abs(2.01823935-2.01819141)×2.26757420478396e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.26757420478396e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.26757420478396e-05×40589641000000     		ar = 31529.5146022646m²