Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20049 / 4721
↖ ↑ ↗
← N 77.802450°
E 40.264893°		 ← 258.11 m → N 77.802450°
E 40.275879°		 →
↑
258.09 m
↓
↑
258.09 m
↓
N 77.800128°
E 40.264893°		 ← 258.16 m →
66 622 m²		 N 77.800128°
E 40.275879°
↙ ↓ ↘

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 20049 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4721 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.611862182617188 y=0.144088745117188 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.611862182617188 × 215)
    floor (0.611862182617188 × 32768)
    floor (20049.5)     		tx = 20049
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.144088745117188 × 215)
    floor (0.144088745117188 × 32768)
    floor (4721.5)     		ty = 4721
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20049 / 4721 ti = "15/20049/4721"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20049/4721.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20049 ÷ 215
    20049 ÷ 32768     		x = 0.611846923828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4721 ÷ 215
    4721 ÷ 32768     		y = 0.144073486328125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.611846923828125 × 2 - 1) × π
    0.22369384765625 × 3.1415926535     		Λ = 0.70275495
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.144073486328125 × 2 - 1) × π
    0.71185302734375 × 3.1415926535     		Φ = 2.23635224107486
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.70275495} λ = 0.70275495}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.23635224107486))-π/2
    2×atan(9.35912909799805)-π/2
    2×1.4643526203879-π/2
    2.9287052407758-1.57079632675     		φ = 1.35790891
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.70275495} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 40.264893°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35790891 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.802450°
  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 20049 KachelY 4721 0.70275495 1.35790891 40.264893 77.802450
    Oben rechts KachelX + 1 20050 KachelY 4721 0.70294670 1.35790891 40.275879 77.802450
    Unten links KachelX 20049 KachelY + 1 4722 0.70275495 1.35786840 40.264893 77.800128
    Unten rechts KachelX + 1 20050 KachelY + 1 4722 0.70294670 1.35786840 40.275879 77.800128
  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(1.35790891-1.35786840) × R
    4.05099999998271e-05 × 6371000     		dl = 258.089209998898m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35790891-1.35786840) × R
    4.05099999998271e-05 × 6371000     		dr = 258.089209998898m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.70275495-0.70294670) × cos(1.35790891) × R
    0.000191750000000046 × 0.21128300982839 × 6371000     		do = 258.111617664559m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.70275495-0.70294670) × cos(1.35786840) × R
    0.000191750000000046 × 0.211322605138846 × 6371000     		du = 258.159988849928m
  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(1.35790891)-sin(1.35786840))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.21128300982839-0.211322605138846)×R²
    abs(0.70294670-0.70275495)×3.95953104557756e-05×R²
    0.000191750000000046×3.95953104557756e-05×6371000²
    0.000191750000000046×3.95953104557756e-05×40589641000000     		ar = 66622.0655443714m²