Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 120370 / 119723
↖ ↑ ↗
← S 81.483769°
E150.606079°		 ← 45.23 m → S 81.483769°
E150.608826°		 →
↑
45.23 m
↓
↑
45.23 m
↓
S 81.484175°
E150.606079°		 ← 45.23 m →
2 046 m²		 S 81.484175°
E150.608826°
↙ ↓ ↘

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 120370 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 119723 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.918354034423828 y=0.913417816162109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.918354034423828 × 217)
    floor (0.918354034423828 × 131072)
    floor (120370.5)     		tx = 120370
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.913417816162109 × 217)
    floor (0.913417816162109 × 131072)
    floor (119723.5)     		ty = 119723
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 120370 / 119723 ti = "17/120370/119723"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/120370/119723.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 120370 ÷ 217
    120370 ÷ 131072     		x = 0.918350219726562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 119723 ÷ 217
    119723 ÷ 131072     		y = 0.913414001464844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.918350219726562 × 2 - 1) × π
    0.836700439453125 × 3.1415926535     		Λ = 2.62857195
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.913414001464844 × 2 - 1) × π
    -0.826828002929688 × 3.1415926535     		Φ = -2.59755677971198
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.62857195} λ = 2.62857195}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.59755677971198))-π/2
    2×atan(0.0744552667897177)-π/2
    2×0.0743181395307977-π/2
    0.148636279061595-1.57079632675     		φ = -1.42216005
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.62857195} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 150.606079°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.42216005 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -81.483769°
  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 120370 KachelY 119723 2.62857195 -1.42216005 150.606079 -81.483769
    Oben rechts KachelX + 1 120371 KachelY 119723 2.62861989 -1.42216005 150.608826 -81.483769
    Unten links KachelX 120370 KachelY + 1 119724 2.62857195 -1.42216715 150.606079 -81.484175
    Unten rechts KachelX + 1 120371 KachelY + 1 119724 2.62861989 -1.42216715 150.608826 -81.484175
  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(-1.42216005--1.42216715) × R
    7.09999999992661e-06 × 6371000     		dl = 45.2340999995324m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.42216005--1.42216715) × R
    7.09999999992661e-06 × 6371000     		dr = 45.2340999995324m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.62857195-2.62861989) × cos(-1.42216005) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.148089583869944 × 6371000     		do = 45.23037073974m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.62857195-2.62861989) × cos(-1.42216715) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.148082562151161 × 6371000     		du = 45.2282261260848m
  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(-1.42216005)-sin(-1.42216715))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.148089583869944-0.148082562151161)×R²
    abs(2.62861989-2.62857195)×7.02171878239066e-06×R²
    4.79399999999686e-05×7.02171878239066e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×7.02171878239066e-06×40589641000000     		ar = 2045.90660827596m²