Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2312 / 1930
↖ ↑ ↗
← N 10.314919°
E 23.203125°		 ← 9 615.04 m → N 10.314919°
E 23.291016°		 →
↑
9 616.32 m
↓
↑
9 616.32 m
↓
N 10.228437°
E 23.203125°		 ← 9 617.67 m →
92 474 001 m²		 N 10.228437°
E 23.291016°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2312 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1930 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5645751953125 y=0.4713134765625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5645751953125 × 212)
    floor (0.5645751953125 × 4096)
    floor (2312.5)     		tx = 2312
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.4713134765625 × 212)
    floor (0.4713134765625 × 4096)
    floor (1930.5)     		ty = 1930
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2312 / 1930 ti = "12/2312/1930"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2312/1930.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2312 ÷ 212
    2312 ÷ 4096     		x = 0.564453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1930 ÷ 212
    1930 ÷ 4096     		y = 0.47119140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.564453125 × 2 - 1) × π
    0.12890625 × 3.1415926535     		Λ = 0.40497093
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.47119140625 × 2 - 1) × π
    0.0576171875 × 3.1415926535     		Φ = 0.181009732965332
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.40497093} λ = 0.40497093}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.181009732965332))-π/2
    2×atan(1.19842684348336)-π/2
    2×0.875412815202354-π/2
    1.75082563040471-1.57079632675     		φ = 0.18002930
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.40497093} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 23.203125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.18002930 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 10.314919°
  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 2312 KachelY 1930 0.40497093 0.18002930 23.203125 10.314919
    Oben rechts KachelX + 1 2313 KachelY 1930 0.40650491 0.18002930 23.291016 10.314919
    Unten links KachelX 2312 KachelY + 1 1931 0.40497093 0.17851991 23.203125 10.228437
    Unten rechts KachelX + 1 2313 KachelY + 1 1931 0.40650491 0.17851991 23.291016 10.228437
  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(0.18002930-0.17851991) × R
    0.00150939 × 6371000     		dl = 9616.32369m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.18002930-0.17851991) × R
    0.00150939 × 6371000     		dr = 9616.32369m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.40497093-0.40650491) × cos(0.18002930) × R
    0.00153397999999999 × 0.983838446799311 × 6371000     		do = 9615.03993745765m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.40497093-0.40650491) × cos(0.17851991) × R
    0.00153397999999999 × 0.984107594936239 × 6371000     		du = 9617.67031858788m
  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(0.18002930)-sin(0.17851991))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.983838446799311-0.984107594936239)×R²
    abs(0.40650491-0.40497093)×0.000269148136927799×R²
    0.00153397999999999×0.000269148136927799×6371000²
    0.00153397999999999×0.000269148136927799×40589641000000     		ar = 92474001.1856956m²