Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 114615 / 18120
↖ ↑ ↗
← N 78.237958°
E134.799500°		 ← 62.25 m → N 78.237958°
E134.802246°		 →
↑
62.24 m
↓
↑
62.24 m
↓
N 78.237398°
E134.799500°		 ← 62.25 m →
3 875 m²		 N 78.237398°
E134.802246°
↙ ↓ ↘

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 114615 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 18120 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.874446868896484 y=0.138248443603516 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.874446868896484 × 217)
    floor (0.874446868896484 × 131072)
    floor (114615.5)     		tx = 114615
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.138248443603516 × 217)
    floor (0.138248443603516 × 131072)
    floor (18120.5)     		ty = 18120
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 114615 / 18120 ti = "17/114615/18120"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/114615/18120.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 114615 ÷ 217
    114615 ÷ 131072     		x = 0.874443054199219
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 18120 ÷ 217
    18120 ÷ 131072     		y = 0.13824462890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.874443054199219 × 2 - 1) × π
    0.748886108398438 × 3.1415926535     		Λ = 2.35269510
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.13824462890625 × 2 - 1) × π
    0.7235107421875 × 3.1415926535     		Φ = 2.27297603238458
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.35269510} λ = 2.35269510}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.27297603238458))-π/2
    2×atan(9.70824993101953)-π/2
    2×1.46815314561023-π/2
    2.93630629122045-1.57079632675     		φ = 1.36550996
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.35269510} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 134.799500°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.36550996 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.237958°
  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 114615 KachelY 18120 2.35269510 1.36550996 134.799500 78.237958
    Oben rechts KachelX + 1 114616 KachelY 18120 2.35274303 1.36550996 134.802246 78.237958
    Unten links KachelX 114615 KachelY + 1 18121 2.35269510 1.36550019 134.799500 78.237398
    Unten rechts KachelX + 1 114616 KachelY + 1 18121 2.35274303 1.36550019 134.802246 78.237398
  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(1.36550996-1.36550019) × R
    9.77000000013106e-06 × 6371000     		dl = 62.244670000835m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.36550996-1.36550019) × R
    9.77000000013106e-06 × 6371000     		dr = 62.244670000835m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.35269510-2.35274303) × cos(1.36550996) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.203847522110233 × 6371000     		do = 62.2472931620887m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.35269510-2.35274303) × cos(1.36550019) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.20385708695639 × 6371000     		du = 62.2502139029278m
  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(1.36550996)-sin(1.36550019))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.203847522110233-0.20385708695639)×R²
    abs(2.35274303-2.35269510)×9.56484615668995e-06×R²
    4.79300000000293e-05×9.56484615668995e-06×6371000²
    4.79300000000293e-05×9.56484615668995e-06×40589641000000     		ar = 3874.65312157714m²