Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16930 / 11238
↖ ↑ ↗
← N 49.109838°
E  5.998535°		 ← 799.70 m → N 49.109838°
E  6.009522°		 →
↑
799.69 m
↓
↑
799.69 m
↓
N 49.102646°
E  5.998535°		 ← 799.81 m →
639 556 m²		 N 49.102646°
E  6.009522°
↙ ↓ ↘

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 16930 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 11238 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.516677856445312 y=0.342971801757812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.516677856445312 × 215)
    floor (0.516677856445312 × 32768)
    floor (16930.5)     		tx = 16930
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.342971801757812 × 215)
    floor (0.342971801757812 × 32768)
    floor (11238.5)     		ty = 11238
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16930 / 11238 ti = "15/16930/11238"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16930/11238.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16930 ÷ 215
    16930 ÷ 32768     		x = 0.51666259765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 11238 ÷ 215
    11238 ÷ 32768     		y = 0.34295654296875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.51666259765625 × 2 - 1) × π
    0.0333251953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.10469419
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.34295654296875 × 2 - 1) × π
    0.3140869140625 × 3.1415926535     		Φ = 0.986733141779236
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.10469419} λ = 0.10469419}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.986733141779236))-π/2
    2×atan(2.68245693617878)-π/2
    2×1.21396234567071-π/2
    2.42792469134142-1.57079632675     		φ = 0.85712836
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.10469419} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 5.998535°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.85712836 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.109838°
  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 16930 KachelY 11238 0.10469419 0.85712836 5.998535 49.109838
    Oben rechts KachelX + 1 16931 KachelY 11238 0.10488594 0.85712836 6.009522 49.109838
    Unten links KachelX 16930 KachelY + 1 11239 0.10469419 0.85700284 5.998535 49.102646
    Unten rechts KachelX + 1 16931 KachelY + 1 11239 0.10488594 0.85700284 6.009522 49.102646
  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(0.85712836-0.85700284) × R
    0.00012551999999999 × 6371000     		dl = 799.687919999937m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.85712836-0.85700284) × R
    0.00012551999999999 × 6371000     		dr = 799.687919999937m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.10469419-0.10488594) × cos(0.85712836) × R
    0.000191749999999991 × 0.654611026089344 × 6371000     		do = 799.698522953478m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.10469419-0.10488594) × cos(0.85700284) × R
    0.000191749999999991 × 0.654705909768968 × 6371000     		du = 799.81443658069m
  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(0.85712836)-sin(0.85700284))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.654611026089344-0.654705909768968)×R²
    abs(0.10488594-0.10469419)×9.48836796236252e-05×R²
    0.000191749999999991×9.48836796236252e-05×6371000²
    0.000191749999999991×9.48836796236252e-05×40589641000000     		ar = 639555.596650772m²