Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20860 / 4996
↖ ↑ ↗
← N 77.147391°
E 49.174805°		 ← 271.75 m → N 77.147391°
E 49.185791°		 →
↑
271.79 m
↓
↑
271.79 m
↓
N 77.144947°
E 49.174805°		 ← 271.80 m →
73 864 m²		 N 77.144947°
E 49.185791°
↙ ↓ ↘

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 20860 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4996 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.636611938476562 y=0.152481079101562 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.636611938476562 × 215)
    floor (0.636611938476562 × 32768)
    floor (20860.5)     		tx = 20860
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.152481079101562 × 215)
    floor (0.152481079101562 × 32768)
    floor (4996.5)     		ty = 4996
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20860 / 4996 ti = "15/20860/4996"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20860/4996.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20860 ÷ 215
    20860 ÷ 32768     		x = 0.6365966796875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4996 ÷ 215
    4996 ÷ 32768     		y = 0.1524658203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.6365966796875 × 2 - 1) × π
    0.273193359375 × 3.1415926535     		Λ = 0.85826225
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.1524658203125 × 2 - 1) × π
    0.695068359375 × 3.1415926535     		Φ = 2.1836216514928
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.85826225} λ = 0.85826225}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.1836216514928))-π/2
    2×atan(8.87840258275622)-π/2
    2×1.45863615291129-π/2
    2.91727230582259-1.57079632675     		φ = 1.34647598
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.85826225} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.174805°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34647598 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.147391°
  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 20860 KachelY 4996 0.85826225 1.34647598 49.174805 77.147391
    Oben rechts KachelX + 1 20861 KachelY 4996 0.85845400 1.34647598 49.185791 77.147391
    Unten links KachelX 20860 KachelY + 1 4997 0.85826225 1.34643332 49.174805 77.144947
    Unten rechts KachelX + 1 20861 KachelY + 1 4997 0.85845400 1.34643332 49.185791 77.144947
  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(1.34647598-1.34643332) × R
    4.26599999998611e-05 × 6371000     		dl = 271.786859999115m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34647598-1.34643332) × R
    4.26599999998611e-05 × 6371000     		dr = 271.786859999115m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.85826225-0.85845400) × cos(1.34647598) × R
    0.000191750000000046 × 0.222443788713977 × 6371000     		do = 271.746063211767m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.85826225-0.85845400) × cos(1.34643332) × R
    0.000191750000000046 × 0.222485379687304 × 6371000     		du = 271.796872377229m
  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(1.34647598)-sin(1.34643332))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.222443788713977-0.222485379687304)×R²
    abs(0.85845400-0.85826225)×4.15909733268438e-05×R²
    0.000191750000000046×4.15909733268438e-05×6371000²
    0.000191750000000046×4.15909733268438e-05×40589641000000     		ar = 73863.9138805184m²