Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20401 / 4272
↖ ↑ ↗
← N 78.801980°
E 44.132080°		 ← 237.24 m → N 78.801980°
E 44.143066°		 →
↑
237.26 m
↓
↑
237.26 m
↓
N 78.799846°
E 44.132080°		 ← 237.29 m →
56 293 m²		 N 78.799846°
E 44.143066°
↙ ↓ ↘

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 20401 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4272 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.622604370117188 y=0.130386352539062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.622604370117188 × 215)
    floor (0.622604370117188 × 32768)
    floor (20401.5)     		tx = 20401
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.130386352539062 × 215)
    floor (0.130386352539062 × 32768)
    floor (4272.5)     		ty = 4272
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20401 / 4272 ti = "15/20401/4272"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20401/4272.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20401 ÷ 215
    20401 ÷ 32768     		x = 0.622589111328125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4272 ÷ 215
    4272 ÷ 32768     		y = 0.13037109375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.622589111328125 × 2 - 1) × π
    0.24517822265625 × 3.1415926535     		Λ = 0.77025010
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.13037109375 × 2 - 1) × π
    0.7392578125 × 3.1415926535     		Φ = 2.32244691279248
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.77025010} λ = 0.77025010}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.32244691279248))-π/2
    2×atan(10.2006037813925)-π/2
    2×1.4730751672084-π/2
    2.9461503344168-1.57079632675     		φ = 1.37535401
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.77025010} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 44.132080°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.37535401 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.801980°
  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 20401 KachelY 4272 0.77025010 1.37535401 44.132080 78.801980
    Oben rechts KachelX + 1 20402 KachelY 4272 0.77044185 1.37535401 44.143066 78.801980
    Unten links KachelX 20401 KachelY + 1 4273 0.77025010 1.37531677 44.132080 78.799846
    Unten rechts KachelX + 1 20402 KachelY + 1 4273 0.77044185 1.37531677 44.143066 78.799846
  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(1.37535401-1.37531677) × R
    3.72399999999384e-05 × 6371000     		dl = 237.256039999608m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.37535401-1.37531677) × R
    3.72399999999384e-05 × 6371000     		dr = 237.256039999608m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.77025010-0.77044185) × cos(1.37535401) × R
    0.000191749999999935 × 0.194200449854465 × 6371000     		do = 237.24289190979m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.77025010-0.77044185) × cos(1.37531677) × R
    0.000191749999999935 × 0.194236980739737 × 6371000     		du = 237.287519473077m
  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(1.37535401)-sin(1.37531677))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.194200449854465-0.194236980739737)×R²
    abs(0.77044185-0.77025010)×3.65308852728619e-05×R²
    0.000191749999999935×3.65308852728619e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.65308852728619e-05×40589641000000     		ar = 56292.6031378095m²