Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 13677 / 3767
↖ ↑ ↗
← N 79.829776°
W 29.739990°		 ← 215.71 m → N 79.829776°
W 29.729004°		 →
↑
215.72 m
↓
↑
215.72 m
↓
N 79.827836°
W 29.739990°		 ← 215.75 m →
46 538 m²		 N 79.827836°
W 29.729004°
↙ ↓ ↘

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 13677 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3767 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.417404174804688 y=0.114974975585938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.417404174804688 × 215)
    floor (0.417404174804688 × 32768)
    floor (13677.5)     		tx = 13677
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.114974975585938 × 215)
    floor (0.114974975585938 × 32768)
    floor (3767.5)     		ty = 3767
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 13677 / 3767 ti = "15/13677/3767"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/13677/3767.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13677 ÷ 215
    13677 ÷ 32768     		x = 0.417388916015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3767 ÷ 215
    3767 ÷ 32768     		y = 0.114959716796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.417388916015625 × 2 - 1) × π
    -0.16522216796875 × 3.1415926535     		Λ = -0.51906075
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.114959716796875 × 2 - 1) × π
    0.77008056640625 × 3.1415926535     		Φ = 2.41927945002499
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51906075} λ = -0.51906075}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.41927945002499))-π/2
    2×atan(11.2377590299141)-π/2
    2×1.48204438065193-π/2
    2.96408876130386-1.57079632675     		φ = 1.39329243
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51906075} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.739990°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.39329243 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.829776°
  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 13677 KachelY 3767 -0.51906075 1.39329243 -29.739990 79.829776
    Oben rechts KachelX + 1 13678 KachelY 3767 -0.51886900 1.39329243 -29.729004 79.829776
    Unten links KachelX 13677 KachelY + 1 3768 -0.51906075 1.39325857 -29.739990 79.827836
    Unten rechts KachelX + 1 13678 KachelY + 1 3768 -0.51886900 1.39325857 -29.729004 79.827836
  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(1.39329243-1.39325857) × R
    3.38600000000522e-05 × 6371000     		dl = 215.722060000332m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.39329243-1.39325857) × R
    3.38600000000522e-05 × 6371000     		dr = 215.722060000332m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51906075--0.51886900) × cos(1.39329243) × R
    0.000191749999999935 × 0.176573242856682 × 6371000     		do = 215.708803973432m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51906075--0.51886900) × cos(1.39325857) × R
    0.000191749999999935 × 0.17660657073033 × 6371000     		du = 215.749518611999m
  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(1.39329243)-sin(1.39325857))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.176573242856682-0.17660657073033)×R²
    abs(-0.51886900--0.51906075)×3.33278736478204e-05×R²
    0.000191749999999935×3.33278736478204e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.33278736478204e-05×40589641000000     		ar = 46537.5390807534m²