Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16933 / 11722
↖ ↑ ↗
← N 45.506347°
E  6.031494°		 ← 856.16 m → N 45.506347°
E  6.042481°		 →
↑
856.20 m
↓
↑
856.20 m
↓
N 45.498647°
E  6.031494°		 ← 856.28 m →
733 095 m²		 N 45.498647°
E  6.042481°
↙ ↓ ↘

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 16933 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 11722 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.516769409179688 y=0.357742309570312 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.516769409179688 × 215)
    floor (0.516769409179688 × 32768)
    floor (16933.5)     		tx = 16933
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.357742309570312 × 215)
    floor (0.357742309570312 × 32768)
    floor (11722.5)     		ty = 11722
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16933 / 11722 ti = "15/16933/11722"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16933/11722.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16933 ÷ 215
    16933 ÷ 32768     		x = 0.516754150390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 11722 ÷ 215
    11722 ÷ 32768     		y = 0.35772705078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.516754150390625 × 2 - 1) × π
    0.03350830078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.10526943
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.35772705078125 × 2 - 1) × π
    0.2845458984375 × 3.1415926535     		Φ = 0.893927304114807
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.10526943} λ = 0.10526943}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.893927304114807))-π/2
    2×atan(2.44471194997378)-π/2
    2×1.18251595537781-π/2
    2.36503191075561-1.57079632675     		φ = 0.79423558
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.10526943} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 6.031494°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.79423558 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 45.506347°
  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 16933 KachelY 11722 0.10526943 0.79423558 6.031494 45.506347
    Oben rechts KachelX + 1 16934 KachelY 11722 0.10546118 0.79423558 6.042481 45.506347
    Unten links KachelX 16933 KachelY + 1 11723 0.10526943 0.79410119 6.031494 45.498647
    Unten rechts KachelX + 1 16934 KachelY + 1 11723 0.10546118 0.79410119 6.042481 45.498647
  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(0.79423558-0.79410119) × R
    0.00013439000000004 × 6371000     		dl = 856.198690000253m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.79423558-0.79410119) × R
    0.00013439000000004 × 6371000     		dr = 856.198690000253m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.10526943-0.10546118) × cos(0.79423558) × R
    0.000191750000000004 × 0.700830253003312 × 6371000     		do = 856.161744656296m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.10526943-0.10546118) × cos(0.79410119) × R
    0.000191750000000004 × 0.700926110835598 × 6371000     		du = 856.278848346637m
  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(0.79423558)-sin(0.79410119))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.700830253003312-0.700926110835598)×R²
    abs(0.10546118-0.10526943)×9.58578322866055e-05×R²
    0.000191750000000004×9.58578322866055e-05×6371000²
    0.000191750000000004×9.58578322866055e-05×40589641000000     		ar = 733094.697319807m²