Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1475 / 1727
↖ ↑ ↗
← N 27.137368°
W 50.361328°		 ← 8 697.13 m → N 27.137368°
W 50.273437°		 →
↑
8 700.17 m
↓
↑
8 700.17 m
↓
N 27.059126°
W 50.361328°		 ← 8 703.21 m →
75 693 021 m²		 N 27.059126°
W 50.273437°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1475 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1727 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.3602294921875 y=0.4217529296875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.3602294921875 × 212)
    floor (0.3602294921875 × 4096)
    floor (1475.5)     		tx = 1475
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.4217529296875 × 212)
    floor (0.4217529296875 × 4096)
    floor (1727.5)     		ty = 1727
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1475 / 1727 ti = "12/1475/1727"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1475/1727.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1475 ÷ 212
    1475 ÷ 4096     		x = 0.360107421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1727 ÷ 212
    1727 ÷ 4096     		y = 0.421630859375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.360107421875 × 2 - 1) × π
    -0.27978515625 × 3.1415926535     		Λ = -0.87897099
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.421630859375 × 2 - 1) × π
    0.15673828125 × 3.1415926535     		Φ = 0.492407832897217
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.87897099} λ = -0.87897099}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.492407832897217))-π/2
    2×atan(1.63625130025516)-π/2
    2×1.02221637749367-π/2
    2.04443275498734-1.57079632675     		φ = 0.47363643
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.87897099} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -50.361328°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.47363643 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 27.137368°
  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 1475 KachelY 1727 -0.87897099 0.47363643 -50.361328 27.137368
    Oben rechts KachelX + 1 1476 KachelY 1727 -0.87743701 0.47363643 -50.273437 27.137368
    Unten links KachelX 1475 KachelY + 1 1728 -0.87897099 0.47227084 -50.361328 27.059126
    Unten rechts KachelX + 1 1476 KachelY + 1 1728 -0.87743701 0.47227084 -50.273437 27.059126
  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(0.47363643-0.47227084) × R
    0.00136558999999997 × 6371000     		dl = 8700.17388999982m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.47363643-0.47227084) × R
    0.00136558999999997 × 6371000     		dr = 8700.17388999982m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.87897099--0.87743701) × cos(0.47363643) × R
    0.00153398000000005 × 0.889915507675197 × 6371000     		do = 8697.13231384384m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.87897099--0.87743701) × cos(0.47227084) × R
    0.00153398000000005 × 0.890537558006442 × 6371000     		du = 8703.21160338319m
  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(0.47363643)-sin(0.47227084))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.889915507675197-0.890537558006442)×R²
    abs(-0.87743701--0.87897099)×0.000622050331245294×R²
    0.00153398000000005×0.000622050331245294×6371000²
    0.00153398000000005×0.000622050331245294×40589641000000     		ar = 75693020.6757614m²