Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 2372 / 1780
↖ ↑ ↗
← N 80.223588°
W127.880860°		 ← 414.88 m → N 80.223588°
W127.858887°		 →
↑
414.94 m
↓
↑
414.94 m
↓
N 80.219856°
W127.880860°		 ← 415.03 m →
172 183 m²		 N 80.219856°
W127.858887°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2372 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1780 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.144805908203125 y=0.108673095703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.144805908203125 × 214)
    floor (0.144805908203125 × 16384)
    floor (2372.5)     		tx = 2372
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.108673095703125 × 214)
    floor (0.108673095703125 × 16384)
    floor (1780.5)     		ty = 1780
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 2372 / 1780 ti = "14/2372/1780"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/2372/1780.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2372 ÷ 214
    2372 ÷ 16384     		x = 0.144775390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1780 ÷ 214
    1780 ÷ 16384     		y = 0.108642578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.144775390625 × 2 - 1) × π
    -0.71044921875 × 3.1415926535     		Λ = -2.23194205
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.108642578125 × 2 - 1) × π
    0.78271484375 × 3.1415926535     		Φ = 2.4589712029104
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.23194205} λ = -2.23194205}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.4589712029104))-π/2
    2×atan(11.692775856134)-π/2
    2×1.48548103459157-π/2
    2.97096206918315-1.57079632675     		φ = 1.40016574
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.23194205} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -127.880860°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40016574 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.223588°
  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 2372 KachelY 1780 -2.23194205 1.40016574 -127.880860 80.223588
    Oben rechts KachelX + 1 2373 KachelY 1780 -2.23155855 1.40016574 -127.858887 80.223588
    Unten links KachelX 2372 KachelY + 1 1781 -2.23194205 1.40010061 -127.880860 80.219856
    Unten rechts KachelX + 1 2373 KachelY + 1 1781 -2.23155855 1.40010061 -127.858887 80.219856
  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(1.40016574-1.40010061) × R
    6.51300000000798e-05 × 6371000     		dl = 414.943230000509m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40016574-1.40010061) × R
    6.51300000000798e-05 × 6371000     		dr = 414.943230000509m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.23194205--2.23155855) × cos(1.40016574) × R
    0.00038349999999987 × 0.169803812128263 × 6371000     		do = 414.878003390884m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.23194205--2.23155855) × cos(1.40010061) × R
    0.00038349999999987 × 0.169867995942839 × 6371000     		du = 415.034822325085m
  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(1.40016574)-sin(1.40010061))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.169803812128263-0.169867995942839)×R²
    abs(-2.23155855--2.23194205)×6.41838145756524e-05×R²
    0.00038349999999987×6.41838145756524e-05×6371000²
    0.00038349999999987×6.41838145756524e-05×40589641000000     		ar = 172183.354322035m²