Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 1914 / 442
↖ ↑ ↗
← N 70.959697°
E156.445312°		 ← 6 376.54 m → N 70.959697°
E156.621094°		 →
↑
6 385.78 m
↓
↑
6 385.78 m
↓
N 70.902268°
E156.445312°		 ← 6 395.06 m →
40 778 340 m²		 N 70.902268°
E156.621094°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1914 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 442 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.934814453125 y=0.216064453125 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.934814453125 × 211)
    floor (0.934814453125 × 2048)
    floor (1914.5)     		tx = 1914
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.216064453125 × 211)
    floor (0.216064453125 × 2048)
    floor (442.5)     		ty = 442
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 1914 / 442 ti = "11/1914/442"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/1914/442.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1914 ÷ 211
    1914 ÷ 2048     		x = 0.9345703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 442 ÷ 211
    442 ÷ 2048     		y = 0.2158203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.9345703125 × 2 - 1) × π
    0.869140625 × 3.1415926535     		Λ = 2.73048580
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.2158203125 × 2 - 1) × π
    0.568359375 × 3.1415926535     		Φ = 1.78555363704785
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.73048580} λ = 2.73048580}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.78555363704785))-π/2
    2×atan(5.96288030534707)-π/2
    2×1.40463833927906-π/2
    2.80927667855812-1.57079632675     		φ = 1.23848035
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.73048580} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 156.445312°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.23848035 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 70.959697°
  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 1914 KachelY 442 2.73048580 1.23848035 156.445312 70.959697
    Oben rechts KachelX + 1 1915 KachelY 442 2.73355376 1.23848035 156.621094 70.959697
    Unten links KachelX 1914 KachelY + 1 443 2.73048580 1.23747803 156.445312 70.902268
    Unten rechts KachelX + 1 1915 KachelY + 1 443 2.73355376 1.23747803 156.621094 70.902268
  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(1.23848035-1.23747803) × R
    0.00100232 × 6371000     		dl = 6385.78072000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.23848035-1.23747803) × R
    0.00100232 × 6371000     		dr = 6385.78072000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.73048580-2.73355376) × cos(1.23848035) × R
    0.00306796000000009 × 0.32623316950853 × 6371000     		do = 6376.54477511564m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.73048580-2.73355376) × cos(1.23747803) × R
    0.00306796000000009 × 0.32718048787772 × 6371000     		du = 6395.0610345338m
  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(1.23848035)-sin(1.23747803))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.32623316950853-0.32718048787772)×R²
    abs(2.73355376-2.73048580)×0.000947318369189931×R²
    0.00306796000000009×0.000947318369189931×6371000²
    0.00306796000000009×0.000947318369189931×40589641000000     		ar = 40778340.4853239m²