Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 120020 / 118828
↖ ↑ ↗
← S 81.111905°
E149.644775°		 ← 47.19 m → S 81.111905°
E149.647522°		 →
↑
47.15 m
↓
↑
47.15 m
↓
S 81.112329°
E149.644775°		 ← 47.19 m →
2 225 m²		 S 81.112329°
E149.647522°
↙ ↓ ↘

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 120020 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 118828 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.915683746337891 y=0.906589508056641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.915683746337891 × 217)
    floor (0.915683746337891 × 131072)
    floor (120020.5)     		tx = 120020
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.906589508056641 × 217)
    floor (0.906589508056641 × 131072)
    floor (118828.5)     		ty = 118828
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 120020 / 118828 ti = "17/120020/118828"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/120020/118828.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 120020 ÷ 217
    120020 ÷ 131072     		x = 0.915679931640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 118828 ÷ 217
    118828 ÷ 131072     		y = 0.906585693359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.915679931640625 × 2 - 1) × π
    0.83135986328125 × 3.1415926535     		Λ = 2.61179404
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.906585693359375 × 2 - 1) × π
    -0.81317138671875 × 3.1415926535     		Φ = -2.55465325455203
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.61179404} λ = 2.61179404}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.55465325455203))-π/2
    2×atan(0.077719176166216)-π/2
    2×0.0775632592339418-π/2
    0.155126518467884-1.57079632675     		φ = -1.41566981
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.61179404} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 149.644775°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.41566981 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -81.111905°
  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 120020 KachelY 118828 2.61179404 -1.41566981 149.644775 -81.111905
    Oben rechts KachelX + 1 120021 KachelY 118828 2.61184198 -1.41566981 149.647522 -81.111905
    Unten links KachelX 120020 KachelY + 1 118829 2.61179404 -1.41567721 149.644775 -81.112329
    Unten rechts KachelX + 1 120021 KachelY + 1 118829 2.61184198 -1.41567721 149.647522 -81.112329
  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(-1.41566981--1.41567721) × R
    7.39999999987973e-06 × 6371000     		dl = 47.1453999992337m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.41566981--1.41567721) × R
    7.39999999987973e-06 × 6371000     		dr = 47.1453999992337m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.61179404-2.61184198) × cos(-1.41566981) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.154505098107462 × 6371000     		do = 47.1898339232132m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.61179404-2.61184198) × cos(-1.41567721) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.154497786962497 × 6371000     		du = 47.187600911352m
  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(-1.41566981)-sin(-1.41567721))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.154505098107462-0.154497786962497)×R²
    abs(2.61184198-2.61179404)×7.3111449649943e-06×R²
    4.79399999999686e-05×7.3111449649943e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×7.3111449649943e-06×40589641000000     		ar = 2224.7309582057m²