Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107837 / 42054
↖ ↑ ↗
← N 54.049714°
E116.183166°		 ← 179.31 m → N 54.049714°
E116.185913°		 →
↑
179.28 m
↓
↑
179.28 m
↓
N 54.048102°
E116.183166°		 ← 179.32 m →
32 147 m²		 N 54.048102°
E116.185913°
↙ ↓ ↘

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 107837 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42054 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.822734832763672 y=0.320850372314453 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.822734832763672 × 217)
    floor (0.822734832763672 × 131072)
    floor (107837.5)     		tx = 107837
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.320850372314453 × 217)
    floor (0.320850372314453 × 131072)
    floor (42054.5)     		ty = 42054
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107837 / 42054 ti = "17/107837/42054"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107837/42054.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107837 ÷ 217
    107837 ÷ 131072     		x = 0.822731018066406
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42054 ÷ 217
    42054 ÷ 131072     		y = 0.320846557617188
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.822731018066406 × 2 - 1) × π
    0.645462036132812 × 3.1415926535     		Λ = 2.02777879
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.320846557617188 × 2 - 1) × π
    0.358306884765625 × 3.1415926535     		Φ = 1.12565427687816
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.02777879} λ = 2.02777879}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.12565427687816))-π/2
    2×atan(3.0822328230127)-π/2
    2×1.25707089950782-π/2
    2.51414179901565-1.57079632675     		φ = 0.94334547
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.02777879} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 116.183166°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.94334547 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.049714°
  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 107837 KachelY 42054 2.02777879 0.94334547 116.183166 54.049714
    Oben rechts KachelX + 1 107838 KachelY 42054 2.02782673 0.94334547 116.185913 54.049714
    Unten links KachelX 107837 KachelY + 1 42055 2.02777879 0.94331733 116.183166 54.048102
    Unten rechts KachelX + 1 107838 KachelY + 1 42055 2.02782673 0.94331733 116.185913 54.048102
  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(0.94334547-0.94331733) × R
    2.81400000000653e-05 × 6371000     		dl = 179.279940000416m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.94334547-0.94331733) × R
    2.81400000000653e-05 × 6371000     		dr = 179.279940000416m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.02777879-2.02782673) × cos(0.94334547) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.587083068171808 × 6371000     		do = 179.310280537727m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.02777879-2.02782673) × cos(0.94331733) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.587105848020579 × 6371000     		du = 179.317238089895m
  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(0.94334547)-sin(0.94331733))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.587083068171808-0.587105848020579)×R²
    abs(2.02782673-2.02777879)×2.27798487706377e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.27798487706377e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.27798487706377e-05×40589641000000     		ar = 32147.3600130923m²