Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14633 / 20410
↖ ↑ ↗
← S 40.396764°
W 19.237060°		 ← 930.32 m → S 40.396764°
W 19.226074°		 →
↑
930.36 m
↓
↑
930.36 m
↓
S 40.405131°
W 19.237060°		 ← 930.21 m →
865 477 m²		 S 40.405131°
W 19.226074°
↙ ↓ ↘

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 14633 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20410 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.446578979492188 y=0.622879028320312 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.446578979492188 × 215)
    floor (0.446578979492188 × 32768)
    floor (14633.5)     		tx = 14633
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.622879028320312 × 215)
    floor (0.622879028320312 × 32768)
    floor (20410.5)     		ty = 20410
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14633 / 20410 ti = "15/14633/20410"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14633/20410.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14633 ÷ 215
    14633 ÷ 32768     		x = 0.446563720703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20410 ÷ 215
    20410 ÷ 32768     		y = 0.62286376953125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.446563720703125 × 2 - 1) × π
    -0.10687255859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.33575004
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.62286376953125 × 2 - 1) × π
    -0.2457275390625 × 3.1415926535     		Φ = -0.771975831481384
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.33575004} λ = -0.33575004}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.771975831481384))-π/2
    2×atan(0.462099135700305)-π/2
    2×0.432869891263674-π/2
    0.865739782527348-1.57079632675     		φ = -0.70505654
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.33575004} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.237060°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.70505654 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -40.396764°
  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 14633 KachelY 20410 -0.33575004 -0.70505654 -19.237060 -40.396764
    Oben rechts KachelX + 1 14634 KachelY 20410 -0.33555830 -0.70505654 -19.226074 -40.396764
    Unten links KachelX 14633 KachelY + 1 20411 -0.33575004 -0.70520257 -19.237060 -40.405131
    Unten rechts KachelX + 1 14634 KachelY + 1 20411 -0.33555830 -0.70520257 -19.226074 -40.405131
  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(-0.70505654--0.70520257) × R
    0.000146030000000019 × 6371000     		dl = 930.357130000122m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.70505654--0.70520257) × R
    0.000146030000000019 × 6371000     		dr = 930.357130000122m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.33575004--0.33555830) × cos(-0.70505654) × R
    0.000191740000000051 × 0.76157491071201 × 6371000     		do = 930.321282803725m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.33575004--0.33555830) × cos(-0.70520257) × R
    0.000191740000000051 × 0.761480263923896 × 6371000     		du = 930.205664602425m
  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(-0.70505654)-sin(-0.70520257))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.76157491071201-0.761480263923896)×R²
    abs(-0.33555830--0.33575004)×9.46467881142166e-05×R²
    0.000191740000000051×9.46467881142166e-05×6371000²
    0.000191740000000051×9.46467881142166e-05×40589641000000     		ar = 865477.257076286m²