Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 20832 / 12511
↖ ↑ ↗
← N 80.997882°
W122.783203°		 ← 47.79 m → N 80.997882°
W122.780456°		 →
↑
47.78 m
↓
↑
47.78 m
↓
N 80.997452°
W122.783203°		 ← 47.79 m →
2 284 m²		 N 80.997452°
W122.780456°
↙ ↓ ↘

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 20832 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 12511 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.158939361572266 y=0.0954551696777344 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.158939361572266 × 217)
    floor (0.158939361572266 × 131072)
    floor (20832.5)     		tx = 20832
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0954551696777344 × 217)
    floor (0.0954551696777344 × 131072)
    floor (12511.5)     		ty = 12511
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 20832 / 12511 ti = "17/20832/12511"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/20832/12511.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20832 ÷ 217
    20832 ÷ 131072     		x = 0.158935546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 12511 ÷ 217
    12511 ÷ 131072     		y = 0.0954513549804688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.158935546875 × 2 - 1) × π
    -0.68212890625 × 3.1415926535     		Λ = -2.14297116
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0954513549804688 × 2 - 1) × π
    0.809097290039062 × 3.1415926535     		Φ = 2.54185410235348
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.14297116} λ = -2.14297116}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.54185410235348))-π/2
    2×atan(12.7032021865223)-π/2
    2×1.492238022929-π/2
    2.98447604585801-1.57079632675     		φ = 1.41367972
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.14297116} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -122.783203°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41367972 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.997882°
  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 20832 KachelY 12511 -2.14297116 1.41367972 -122.783203 80.997882
    Oben rechts KachelX + 1 20833 KachelY 12511 -2.14292322 1.41367972 -122.780456 80.997882
    Unten links KachelX 20832 KachelY + 1 12512 -2.14297116 1.41367222 -122.783203 80.997452
    Unten rechts KachelX + 1 20833 KachelY + 1 12512 -2.14292322 1.41367222 -122.780456 80.997452
  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(1.41367972-1.41367222) × R
    7.49999999993811e-06 × 6371000     		dl = 47.7824999996057m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41367972-1.41367222) × R
    7.49999999993811e-06 × 6371000     		dr = 47.7824999996057m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.14297116--2.14292322) × cos(1.41367972) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.156470983835984 × 6371000     		do = 47.7902660266022m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.14297116--2.14292322) × cos(1.41367222) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.156478391450753 × 6371000     		du = 47.7925285028244m
  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(1.41367972)-sin(1.41367222))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.156470983835984-0.156478391450753)×R²
    abs(-2.14292322--2.14297116)×7.40761476830665e-06×R²
    4.79399999999686e-05×7.40761476830665e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×7.40761476830665e-06×40589641000000     		ar = 2283.59243970312m²