Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 108018 / 43121
↖ ↑ ↗
← N 52.293362°
E116.680298°		 ← 186.80 m → N 52.293362°
E116.683045°		 →
↑
186.80 m
↓
↑
186.80 m
↓
N 52.291682°
E116.680298°		 ← 186.81 m →
34 895 m²		 N 52.291682°
E116.683045°
↙ ↓ ↘

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 108018 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43121 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.824115753173828 y=0.328990936279297 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.824115753173828 × 217)
    floor (0.824115753173828 × 131072)
    floor (108018.5)     		tx = 108018
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.328990936279297 × 217)
    floor (0.328990936279297 × 131072)
    floor (43121.5)     		ty = 43121
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 108018 / 43121 ti = "17/108018/43121"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/108018/43121.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 108018 ÷ 217
    108018 ÷ 131072     		x = 0.824111938476562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43121 ÷ 217
    43121 ÷ 131072     		y = 0.328987121582031
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.824111938476562 × 2 - 1) × π
    0.648223876953125 × 3.1415926535     		Λ = 2.03645537
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.328987121582031 × 2 - 1) × π
    0.342025756835938 × 3.1415926535     		Φ = 1.07450560498356
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.03645537} λ = 2.03645537}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.07450560498356))-π/2
    2×atan(2.92854468467032)-π/2
    2×1.24174383928142-π/2
    2.48348767856283-1.57079632675     		φ = 0.91269135
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.03645537} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 116.680298°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.91269135 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.293362°
  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 108018 KachelY 43121 2.03645537 0.91269135 116.680298 52.293362
    Oben rechts KachelX + 1 108019 KachelY 43121 2.03650331 0.91269135 116.683045 52.293362
    Unten links KachelX 108018 KachelY + 1 43122 2.03645537 0.91266203 116.680298 52.291682
    Unten rechts KachelX + 1 108019 KachelY + 1 43122 2.03650331 0.91266203 116.683045 52.291682
  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(0.91269135-0.91266203) × R
    2.93199999999993e-05 × 6371000     		dl = 186.797719999996m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.91269135-0.91266203) × R
    2.93199999999993e-05 × 6371000     		dr = 186.797719999996m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.03645537-2.03650331) × cos(0.91269135) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.611618698373306 × 6371000     		do = 186.804093548381m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.03645537-2.03650331) × cos(0.91266203) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.611641894707075 × 6371000     		du = 186.811178305788m
  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(0.91269135)-sin(0.91266203))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.611618698373306-0.611641894707075)×R²
    abs(2.03650331-2.03645537)×2.31963337691266e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.31963337691266e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.31963337691266e-05×40589641000000     		ar = 34895.240472272m²