Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 113315 / 18579
↖ ↑ ↗
← N 77.978184°
E131.228943°		 ← 63.60 m → N 77.978184°
E131.231689°		 →
↑
63.65 m
↓
↑
63.65 m
↓
N 77.977612°
E131.228943°		 ← 63.61 m →
4 048 m²		 N 77.977612°
E131.231689°
↙ ↓ ↘

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 113315 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 18579 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.864528656005859 y=0.141750335693359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.864528656005859 × 217)
    floor (0.864528656005859 × 131072)
    floor (113315.5)     		tx = 113315
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.141750335693359 × 217)
    floor (0.141750335693359 × 131072)
    floor (18579.5)     		ty = 18579
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 113315 / 18579 ti = "17/113315/18579"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/113315/18579.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 113315 ÷ 217
    113315 ÷ 131072     		x = 0.864524841308594
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 18579 ÷ 217
    18579 ÷ 131072     		y = 0.141746520996094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.864524841308594 × 2 - 1) × π
    0.729049682617188 × 3.1415926535     		Λ = 2.29037713
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.141746520996094 × 2 - 1) × π
    0.716506958007812 × 3.1415926535     		Φ = 2.25097299545898
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.29037713} λ = 2.29037713}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.25097299545898))-π/2
    2×atan(9.49697185281565)-π/2
    2×1.46588619242482-π/2
    2.93177238484964-1.57079632675     		φ = 1.36097606
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.29037713} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 131.228943°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.36097606 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.978184°
  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 113315 KachelY 18579 2.29037713 1.36097606 131.228943 77.978184
    Oben rechts KachelX + 1 113316 KachelY 18579 2.29042506 1.36097606 131.231689 77.978184
    Unten links KachelX 113315 KachelY + 1 18580 2.29037713 1.36096607 131.228943 77.977612
    Unten rechts KachelX + 1 113316 KachelY + 1 18580 2.29042506 1.36096607 131.231689 77.977612
  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(1.36097606-1.36096607) × R
    9.99000000012629e-06 × 6371000     		dl = 63.6462900008046m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.36097606-1.36096607) × R
    9.99000000012629e-06 × 6371000     		dr = 63.6462900008046m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.29037713-2.29042506) × cos(1.36097606) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.208284111849005 × 6371000     		do = 63.6020592109983m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.29037713-2.29042506) × cos(1.36096607) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.208293882741589 × 6371000     		du = 63.6050428705926m
  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(1.36097606)-sin(1.36096607))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.208284111849005-0.208293882741589)×R²
    abs(2.29042506-2.29037713)×9.77089258383246e-06×R²
    4.79300000000293e-05×9.77089258383246e-06×6371000²
    4.79300000000293e-05×9.77089258383246e-06×40589641000000     		ar = 4048.13005455555m²