Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 20774 / 12582
↖ ↑ ↗
← N 80.967317°
W122.942505°		 ← 47.95 m → N 80.967317°
W122.939758°		 →
↑
47.97 m
↓
↑
47.97 m
↓
N 80.966886°
W122.942505°		 ← 47.95 m →
2 300 m²		 N 80.966886°
W122.939758°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 20774 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 12582 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.158496856689453 y=0.0959968566894531 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.158496856689453 × 217)
    floor (0.158496856689453 × 131072)
    floor (20774.5)     		tx = 20774
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0959968566894531 × 217)
    floor (0.0959968566894531 × 131072)
    floor (12582.5)     		ty = 12582
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 20774 / 12582 ti = "17/20774/12582"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/20774/12582.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20774 ÷ 217
    20774 ÷ 131072     		x = 0.158493041992188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 12582 ÷ 217
    12582 ÷ 131072     		y = 0.0959930419921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.158493041992188 × 2 - 1) × π
    -0.683013916015625 × 3.1415926535     		Λ = -2.14575150
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0959930419921875 × 2 - 1) × π
    0.808013916015625 × 3.1415926535     		Φ = 2.53845058248045
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.14575150} λ = -2.14575150}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.53845058248045))-π/2
    2×atan(12.660040078641)-π/2
    2×1.49197129883021-π/2
    2.98394259766042-1.57079632675     		φ = 1.41314627
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.14575150} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -122.942505°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41314627 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.967317°
  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 20774 KachelY 12582 -2.14575150 1.41314627 -122.942505 80.967317
    Oben rechts KachelX + 1 20775 KachelY 12582 -2.14570356 1.41314627 -122.939758 80.967317
    Unten links KachelX 20774 KachelY + 1 12583 -2.14575150 1.41313874 -122.942505 80.966886
    Unten rechts KachelX + 1 20775 KachelY + 1 12583 -2.14570356 1.41313874 -122.939758 80.966886
  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(1.41314627-1.41313874) × R
    7.52999999997783e-06 × 6371000     		dl = 47.9736299998588m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41314627-1.41313874) × R
    7.52999999997783e-06 × 6371000     		dr = 47.9736299998588m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.14575150--2.14570356) × cos(1.41314627) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.15699784080705 × 6371000     		do = 47.9511817068638m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.14575150--2.14570356) × cos(1.41313874) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.157005277422661 × 6371000     		du = 47.9534530406901m
  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(1.41314627)-sin(1.41313874))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.15699784080705-0.157005277422661)×R²
    abs(-2.14570356--2.14575150)×7.43661561170006e-06×R²
    4.79399999999686e-05×7.43661561170006e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×7.43661561170006e-06×40589641000000     		ar = 2300.446731401m²