Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 16912 / 49776
↖ ↑ ↗
← N 39.673370°
W133.549805°		 ← 235.09 m → N 39.673370°
W133.547058°		 →
↑
235.09 m
↓
↑
235.09 m
↓
N 39.671256°
W133.549805°		 ← 235.09 m →
55 267 m²		 N 39.671256°
W133.547058°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 16912 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 49776 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.129032135009766 y=0.379764556884766 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.129032135009766 × 217)
    floor (0.129032135009766 × 131072)
    floor (16912.5)     		tx = 16912
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.379764556884766 × 217)
    floor (0.379764556884766 × 131072)
    floor (49776.5)     		ty = 49776
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 16912 / 49776 ti = "17/16912/49776"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/16912/49776.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16912 ÷ 217
    16912 ÷ 131072     		x = 0.1290283203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 49776 ÷ 217
    49776 ÷ 131072     		y = 0.3797607421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.1290283203125 × 2 - 1) × π
    -0.741943359375 × 3.1415926535     		Λ = -2.33088381
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3797607421875 × 2 - 1) × π
    0.240478515625 × 3.1415926535     		Φ = 0.755485538012085
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.33088381} λ = -2.33088381}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.755485538012085))-π/2
    2×atan(2.12864481045462)-π/2
    2×1.13161363273891-π/2
    2.26322726547782-1.57079632675     		φ = 0.69243094
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.33088381} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -133.549805°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.69243094 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 39.673370°
  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 16912 KachelY 49776 -2.33088381 0.69243094 -133.549805 39.673370
    Oben rechts KachelX + 1 16913 KachelY 49776 -2.33083587 0.69243094 -133.547058 39.673370
    Unten links KachelX 16912 KachelY + 1 49777 -2.33088381 0.69239404 -133.549805 39.671256
    Unten rechts KachelX + 1 16913 KachelY + 1 49777 -2.33083587 0.69239404 -133.547058 39.671256
  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(0.69243094-0.69239404) × R
    3.69000000000064e-05 × 6371000     		dl = 235.089900000041m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.69243094-0.69239404) × R
    3.69000000000064e-05 × 6371000     		dr = 235.089900000041m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.33088381--2.33083587) × cos(0.69243094) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.769696353997196 × 6371000     		do = 235.085078494741m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.33088381--2.33083587) × cos(0.69239404) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.7697199108078 × 6371000     		du = 235.092273351052m
  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(0.69243094)-sin(0.69239404))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.769696353997196-0.7697199108078)×R²
    abs(-2.33083587--2.33088381)×2.3556810603842e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.3556810603842e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.3556810603842e-05×40589641000000     		ar = 55266.973320226m²