Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14392 / 21848
↖ ↑ ↗
← S 51.344339°
W 21.884766°		 ← 763.08 m → S 51.344339°
W 21.873779°		 →
↑
763.05 m
↓
↑
763.05 m
↓
S 51.351201°
W 21.884766°		 ← 762.97 m →
582 230 m²		 S 51.351201°
W 21.873779°
↙ ↓ ↘

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 14392 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21848 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.439224243164062 y=0.666763305664062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.439224243164062 × 215)
    floor (0.439224243164062 × 32768)
    floor (14392.5)     		tx = 14392
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.666763305664062 × 215)
    floor (0.666763305664062 × 32768)
    floor (21848.5)     		ty = 21848
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14392 / 21848 ti = "15/14392/21848"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14392/21848.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14392 ÷ 215
    14392 ÷ 32768     		x = 0.439208984375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21848 ÷ 215
    21848 ÷ 32768     		y = 0.666748046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439208984375 × 2 - 1) × π
    -0.12158203125 × 3.1415926535     		Λ = -0.38196122
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.666748046875 × 2 - 1) × π
    -0.33349609375 × 3.1415926535     		Φ = -1.04770887809595
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38196122} λ = -0.38196122}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.04770887809595))-π/2
    2×atan(0.350740418308572)-π/2
    2×0.337334282463565-π/2
    0.67466856492713-1.57079632675     		φ = -0.89612776
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38196122} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.884766°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.89612776 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -51.344339°
  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 14392 KachelY 21848 -0.38196122 -0.89612776 -21.884766 -51.344339
    Oben rechts KachelX + 1 14393 KachelY 21848 -0.38176947 -0.89612776 -21.873779 -51.344339
    Unten links KachelX 14392 KachelY + 1 21849 -0.38196122 -0.89624753 -21.884766 -51.351201
    Unten rechts KachelX + 1 14393 KachelY + 1 21849 -0.38176947 -0.89624753 -21.873779 -51.351201
  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(-0.89612776--0.89624753) × R
    0.000119769999999964 × 6371000     		dl = 763.054669999768m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.89612776--0.89624753) × R
    0.000119769999999964 × 6371000     		dr = 763.054669999768m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38196122--0.38176947) × cos(-0.89612776) × R
    0.000191749999999991 × 0.624638530203526 × 6371000     		do = 763.082945558901m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38196122--0.38176947) × cos(-0.89624753) × R
    0.000191749999999991 × 0.624544995651404 × 6371000     		du = 762.968680078797m
  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(-0.89612776)-sin(-0.89624753))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.624638530203526-0.624544995651404)×R²
    abs(-0.38176947--0.38196122)×9.3534552122021e-05×R²
    0.000191749999999991×9.3534552122021e-05×6371000²
    0.000191749999999991×9.3534552122021e-05×40589641000000     		ar = 582230.410497774m²