Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1093 / 3228
↖ ↑ ↗
← S 71.413177°
W 83.935547°		 ← 3 115.05 m → S 71.413177°
W 83.847656°		 →
↑
3 112.74 m
↓
↑
3 112.74 m
↓
S 71.441171°
W 83.935547°		 ← 3 110.53 m →
9 689 321 m²		 S 71.441171°
W 83.847656°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1093 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3228 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.2669677734375 y=0.7882080078125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.2669677734375 × 212)
    floor (0.2669677734375 × 4096)
    floor (1093.5)     		tx = 1093
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.7882080078125 × 212)
    floor (0.7882080078125 × 4096)
    floor (3228.5)     		ty = 3228
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1093 / 3228 ti = "12/1093/3228"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1093/3228.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1093 ÷ 212
    1093 ÷ 4096     		x = 0.266845703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3228 ÷ 212
    3228 ÷ 4096     		y = 0.7880859375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.266845703125 × 2 - 1) × π
    -0.46630859375 × 3.1415926535     		Λ = -1.46495165
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.7880859375 × 2 - 1) × π
    -0.576171875 × 3.1415926535     		Φ = -1.81009732965332
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.46495165} λ = -1.46495165}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.81009732965332))-π/2
    2×atan(0.163638209177432)-π/2
    2×0.162200630874873-π/2
    0.324401261749747-1.57079632675     		φ = -1.24639507
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.46495165} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -83.935547°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.24639507 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -71.413177°
  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 1093 KachelY 3228 -1.46495165 -1.24639507 -83.935547 -71.413177
    Oben rechts KachelX + 1 1094 KachelY 3228 -1.46341767 -1.24639507 -83.847656 -71.413177
    Unten links KachelX 1093 KachelY + 1 3229 -1.46495165 -1.24688365 -83.935547 -71.441171
    Unten rechts KachelX + 1 1094 KachelY + 1 3229 -1.46341767 -1.24688365 -83.847656 -71.441171
  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(-1.24639507--1.24688365) × R
    0.000488580000000072 × 6371000     		dl = 3112.74318000046m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.24639507--1.24688365) × R
    0.000488580000000072 × 6371000     		dr = 3112.74318000046m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.46495165--1.46341767) × cos(-1.24639507) × R
    0.00153398000000005 × 0.318741329222602 × 6371000     		do = 3115.05473298394m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.46495165--1.46341767) × cos(-1.24688365) × R
    0.00153398000000005 × 0.318278194680013 × 6371000     		du = 3110.52852531448m
  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(-1.24639507)-sin(-1.24688365))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.318741329222602-0.318278194680013)×R²
    abs(-1.46341767--1.46495165)×0.000463134542589061×R²
    0.00153398000000005×0.000463134542589061×6371000²
    0.00153398000000005×0.000463134542589061×40589641000000     		ar = 9689321.10714414m²