Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 19458 / 14350
↖ ↑ ↗
← N 21.800308°
E 33.771973°		 ← 1 134.27 m → N 21.800308°
E 33.782959°		 →
↑
1 134.29 m
↓
↑
1 134.29 m
↓
N 21.790107°
E 33.771973°		 ← 1 134.35 m →
1 286 643 m²		 N 21.790107°
E 33.782959°
↙ ↓ ↘

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 19458 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 14350 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.593826293945312 y=0.437942504882812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.593826293945312 × 215)
    floor (0.593826293945312 × 32768)
    floor (19458.5)     		tx = 19458
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.437942504882812 × 215)
    floor (0.437942504882812 × 32768)
    floor (14350.5)     		ty = 14350
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 19458 / 14350 ti = "15/19458/14350"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/19458/14350.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 19458 ÷ 215
    19458 ÷ 32768     		x = 0.59381103515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 14350 ÷ 215
    14350 ÷ 32768     		y = 0.43792724609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.59381103515625 × 2 - 1) × π
    0.1876220703125 × 3.1415926535     		Λ = 0.58943212
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.43792724609375 × 2 - 1) × π
    0.1241455078125 × 3.1415926535     		Φ = 0.390014615308777
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.58943212} λ = 0.58943212}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.390014615308777))-π/2
    2×atan(1.47700238057075)-π/2
    2×0.975641740111523-π/2
    1.95128348022305-1.57079632675     		φ = 0.38048715
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.58943212} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 33.771973°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.38048715 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.800308°
  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 19458 KachelY 14350 0.58943212 0.38048715 33.771973 21.800308
    Oben rechts KachelX + 1 19459 KachelY 14350 0.58962387 0.38048715 33.782959 21.800308
    Unten links KachelX 19458 KachelY + 1 14351 0.58943212 0.38030911 33.771973 21.790107
    Unten rechts KachelX + 1 19459 KachelY + 1 14351 0.58962387 0.38030911 33.782959 21.790107
  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(0.38048715-0.38030911) × R
    0.00017803999999999 × 6371000     		dl = 1134.29283999994m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.38048715-0.38030911) × R
    0.00017803999999999 × 6371000     		dr = 1134.29283999994m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.58943212-0.58962387) × cos(0.38048715) × R
    0.000191750000000046 × 0.928483831483904 × 6371000     		do = 1134.2722915314m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.58943212-0.58962387) × cos(0.38030911) × R
    0.000191750000000046 × 0.928549935985551 × 6371000     		du = 1134.35304738521m
  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(0.38048715)-sin(0.38030911))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.928483831483904-0.928549935985551)×R²
    abs(0.58962387-0.58943212)×6.6104501647346e-05×R²
    0.000191750000000046×6.6104501647346e-05×6371000²
    0.000191750000000046×6.6104501647346e-05×40589641000000     		ar = 1286642.74268664m²