Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20576 / 4832
↖ ↑ ↗
← N 77.542096°
E 46.054687°		 ← 263.53 m → N 77.542096°
E 46.065674°		 →
↑
263.50 m
↓
↑
263.50 m
↓
N 77.539726°
E 46.054687°		 ← 263.58 m →
69 449 m²		 N 77.539726°
E 46.065674°
↙ ↓ ↘

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 20576 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4832 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.627944946289062 y=0.147476196289062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.627944946289062 × 215)
    floor (0.627944946289062 × 32768)
    floor (20576.5)     		tx = 20576
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.147476196289062 × 215)
    floor (0.147476196289062 × 32768)
    floor (4832.5)     		ty = 4832
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20576 / 4832 ti = "15/20576/4832"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20576/4832.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20576 ÷ 215
    20576 ÷ 32768     		x = 0.6279296875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4832 ÷ 215
    4832 ÷ 32768     		y = 0.1474609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.6279296875 × 2 - 1) × π
    0.255859375 × 3.1415926535     		Λ = 0.80380593
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.1474609375 × 2 - 1) × π
    0.705078125 × 3.1415926535     		Φ = 2.21506825764355
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.80380593} λ = 0.80380593}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.21506825764355))-π/2
    2×atan(9.16203446914887)-π/2
    2×1.46208060509691-π/2
    2.92416121019382-1.57079632675     		φ = 1.35336488
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.80380593} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 46.054687°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35336488 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.542096°
  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 20576 KachelY 4832 0.80380593 1.35336488 46.054687 77.542096
    Oben rechts KachelX + 1 20577 KachelY 4832 0.80399768 1.35336488 46.065674 77.542096
    Unten links KachelX 20576 KachelY + 1 4833 0.80380593 1.35332352 46.054687 77.539726
    Unten rechts KachelX + 1 20577 KachelY + 1 4833 0.80399768 1.35332352 46.065674 77.539726
  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(1.35336488-1.35332352) × R
    4.13599999999903e-05 × 6371000     		dl = 263.504559999938m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35336488-1.35332352) × R
    4.13599999999903e-05 × 6371000     		dr = 263.504559999938m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.80380593-0.80399768) × cos(1.35336488) × R
    0.000191750000000046 × 0.215722261434972 × 6371000     		do = 263.534781667786m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.80380593-0.80399768) × cos(1.35332352) × R
    0.000191750000000046 × 0.215762647419482 × 6371000     		du = 263.584118771614m
  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(1.35336488)-sin(1.35332352))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.215722261434972-0.215762647419482)×R²
    abs(0.80399768-0.80380593)×4.03859845103383e-05×R²
    0.000191750000000046×4.03859845103383e-05×6371000²
    0.000191750000000046×4.03859845103383e-05×40589641000000     		ar = 69449.1169735294m²