Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1787 / 1415
↖ ↑ ↗
← N 48.516604°
W 22.939453°		 ← 6 473.70 m → N 48.516604°
W 22.851562°		 →
↑
6 477.40 m
↓
↑
6 477.40 m
↓
N 48.458352°
W 22.939453°		 ← 6 481.14 m →
41 956 801 m²		 N 48.458352°
W 22.851562°
↙ ↓ ↘

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 1787 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1415 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.4364013671875 y=0.3455810546875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.4364013671875 × 212)
    floor (0.4364013671875 × 4096)
    floor (1787.5)     		tx = 1787
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.3455810546875 × 212)
    floor (0.3455810546875 × 4096)
    floor (1415.5)     		ty = 1415
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1787 / 1415 ti = "12/1787/1415"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1787/1415.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1787 ÷ 212
    1787 ÷ 4096     		x = 0.436279296875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1415 ÷ 212
    1415 ÷ 4096     		y = 0.345458984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.436279296875 × 2 - 1) × π
    -0.12744140625 × 3.1415926535     		Λ = -0.40036899
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.345458984375 × 2 - 1) × π
    0.30908203125 × 3.1415926535     		Φ = 0.971009838703857
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.40036899} λ = -0.40036899}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.971009838703857))-π/2
    2×atan(2.64060970327457)-π/2
    2×1.20878540727582-π/2
    2.41757081455165-1.57079632675     		φ = 0.84677449
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.40036899} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.939453°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.84677449 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 48.516604°
  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 1787 KachelY 1415 -0.40036899 0.84677449 -22.939453 48.516604
    Oben rechts KachelX + 1 1788 KachelY 1415 -0.39883500 0.84677449 -22.851562 48.516604
    Unten links KachelX 1787 KachelY + 1 1416 -0.40036899 0.84575779 -22.939453 48.458352
    Unten rechts KachelX + 1 1788 KachelY + 1 1416 -0.39883500 0.84575779 -22.851562 48.458352
  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(0.84677449-0.84575779) × R
    0.00101670000000009 × 6371000     		dl = 6477.39570000059m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.84677449-0.84575779) × R
    0.00101670000000009 × 6371000     		dr = 6477.39570000059m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.40036899--0.39883500) × cos(0.84677449) × R
    0.00153398999999999 × 0.662402970941446 × 6371000     		do = 6473.6975472561m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.40036899--0.39883500) × cos(0.84575779) × R
    0.00153398999999999 × 0.663164286939641 × 6371000     		du = 6481.13792679304m
  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(0.84677449)-sin(0.84575779))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.662402970941446-0.663164286939641)×R²
    abs(-0.39883500--0.40036899)×0.000761315998195178×R²
    0.00153398999999999×0.000761315998195178×6371000²
    0.00153398999999999×0.000761315998195178×40589641000000     		ar = 41956801.4110674m²