Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 13708 / 2955
↖ ↑ ↗
← N 81.290040°
W 29.399414°		 ← 184.99 m → N 81.290040°
W 29.388428°		 →
↑
185.01 m
↓
↑
185.01 m
↓
N 81.288376°
W 29.399414°		 ← 185.02 m →
34 228 m²		 N 81.288376°
W 29.388428°
↙ ↓ ↘

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 13708 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2955 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.418350219726562 y=0.0901947021484375 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.418350219726562 × 215)
    floor (0.418350219726562 × 32768)
    floor (13708.5)     		tx = 13708
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0901947021484375 × 215)
    floor (0.0901947021484375 × 32768)
    floor (2955.5)     		ty = 2955
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 13708 / 2955 ti = "15/13708/2955"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/13708/2955.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13708 ÷ 215
    13708 ÷ 32768     		x = 0.4183349609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2955 ÷ 215
    2955 ÷ 32768     		y = 0.090179443359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4183349609375 × 2 - 1) × π
    -0.163330078125 × 3.1415926535     		Λ = -0.51311657
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.090179443359375 × 2 - 1) × π
    0.81964111328125 × 3.1415926535     		Φ = 2.57497849999094
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51311657} λ = -0.51311657}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.57497849999094))-π/2
    2×atan(13.131034838087)-π/2
    2×1.49478758157978-π/2
    2.98957516315957-1.57079632675     		φ = 1.41877884
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51311657} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.399414°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41877884 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.290040°
  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 13708 KachelY 2955 -0.51311657 1.41877884 -29.399414 81.290040
    Oben rechts KachelX + 1 13709 KachelY 2955 -0.51292483 1.41877884 -29.388428 81.290040
    Unten links KachelX 13708 KachelY + 1 2956 -0.51311657 1.41874980 -29.399414 81.288376
    Unten rechts KachelX + 1 13709 KachelY + 1 2956 -0.51292483 1.41874980 -29.388428 81.288376
  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(1.41877884-1.41874980) × R
    2.90400000000357e-05 × 6371000     		dl = 185.013840000227m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41877884-1.41874980) × R
    2.90400000000357e-05 × 6371000     		dr = 185.013840000227m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51311657--0.51292483) × cos(1.41877884) × R
    0.000191739999999996 × 0.151432659587868 × 6371000     		do = 184.986432909681m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51311657--0.51292483) × cos(1.41874980) × R
    0.000191739999999996 × 0.151461364622429 × 6371000     		du = 185.021498277777m
  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(1.41877884)-sin(1.41874980))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.151432659587868-0.151461364622429)×R²
    abs(-0.51292483--0.51311657)×2.87050345616768e-05×R²
    0.000191739999999996×2.87050345616768e-05×6371000²
    0.000191739999999996×2.87050345616768e-05×40589641000000     		ar = 34228.2940923127m²