Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12205 / 20331
↖ ↑ ↗
← S 39.732538°
W 45.911865°		 ← 939.44 m → S 39.732538°
W 45.900879°		 →
↑
939.40 m
↓
↑
939.40 m
↓
S 39.740986°
W 45.911865°		 ← 939.32 m →
882 456 m²		 S 39.740986°
W 45.900879°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 12205 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20331 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.372482299804688 y=0.620468139648438 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.372482299804688 × 215)
    floor (0.372482299804688 × 32768)
    floor (12205.5)     		tx = 12205
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.620468139648438 × 215)
    floor (0.620468139648438 × 32768)
    floor (20331.5)     		ty = 20331
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12205 / 20331 ti = "15/12205/20331"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12205/20331.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12205 ÷ 215
    12205 ÷ 32768     		x = 0.372467041015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20331 ÷ 215
    20331 ÷ 32768     		y = 0.620452880859375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.372467041015625 × 2 - 1) × π
    -0.25506591796875 × 3.1415926535     		Λ = -0.80131321
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.620452880859375 × 2 - 1) × π
    -0.24090576171875 × 3.1415926535     		Φ = -0.756827771201447
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.80131321} λ = -0.80131321}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.756827771201447))-π/2
    2×atan(0.469152327479862)-π/2
    2×0.43866635940518-π/2
    0.87733271881036-1.57079632675     		φ = -0.69346361
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.80131321} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -45.911865°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.69346361 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -39.732538°
  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 12205 KachelY 20331 -0.80131321 -0.69346361 -45.911865 -39.732538
    Oben rechts KachelX + 1 12206 KachelY 20331 -0.80112147 -0.69346361 -45.900879 -39.732538
    Unten links KachelX 12205 KachelY + 1 20332 -0.80131321 -0.69361106 -45.911865 -39.740986
    Unten rechts KachelX + 1 12206 KachelY + 1 20332 -0.80112147 -0.69361106 -45.900879 -39.740986
  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(-0.69346361--0.69361106) × R
    0.000147449999999938 × 6371000     		dl = 939.403949999604m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.69346361--0.69361106) × R
    0.000147449999999938 × 6371000     		dr = 939.403949999604m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.80131321--0.80112147) × cos(-0.69346361) × R
    0.000191739999999996 × 0.769036676697447 × 6371000     		do = 939.436393616469m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.80131321--0.80112147) × cos(-0.69361106) × R
    0.000191739999999996 × 0.768942417611527 × 6371000     		du = 939.321249022686m
  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(-0.69346361)-sin(-0.69361106))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.769036676697447-0.768942417611527)×R²
    abs(-0.80112147--0.80131321)×9.42590859200898e-05×R²
    0.000191739999999996×9.42590859200898e-05×6371000²
    0.000191739999999996×9.42590859200898e-05×40589641000000     		ar = 882456.176892323m²