Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2504 / 2614
↖ ↑ ↗
← S 44.465151°
E 40.078125°		 ← 6 974.75 m → S 44.465151°
E 40.166016°		 →
↑
6 971.02 m
↓
↑
6 971.02 m
↓
S 44.527843°
E 40.078125°		 ← 6 967.26 m →
48 595 024 m²		 S 44.527843°
E 40.166016°
↙ ↓ ↘

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 2504 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2614 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6114501953125 y=0.6383056640625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6114501953125 × 212)
    floor (0.6114501953125 × 4096)
    floor (2504.5)     		tx = 2504
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.6383056640625 × 212)
    floor (0.6383056640625 × 4096)
    floor (2614.5)     		ty = 2614
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2504 / 2614 ti = "12/2504/2614"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2504/2614.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2504 ÷ 212
    2504 ÷ 4096     		x = 0.611328125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2614 ÷ 212
    2614 ÷ 4096     		y = 0.63818359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.611328125 × 2 - 1) × π
    0.22265625 × 3.1415926535     		Λ = 0.69949524
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.63818359375 × 2 - 1) × π
    -0.2763671875 × 3.1415926535     		Φ = -0.868233125918457
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.69949524} λ = 0.69949524}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.868233125918457))-π/2
    2×atan(0.419692438217441)-π/2
    2×0.397366519615098-π/2
    0.794733039230196-1.57079632675     		φ = -0.77606329
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.69949524} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 40.078125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.77606329 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -44.465151°
  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 2504 KachelY 2614 0.69949524 -0.77606329 40.078125 -44.465151
    Oben rechts KachelX + 1 2505 KachelY 2614 0.70102922 -0.77606329 40.166016 -44.465151
    Unten links KachelX 2504 KachelY + 1 2615 0.69949524 -0.77715747 40.078125 -44.527843
    Unten rechts KachelX + 1 2505 KachelY + 1 2615 0.70102922 -0.77715747 40.166016 -44.527843
  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(-0.77606329--0.77715747) × R
    0.00109418000000006 × 6371000     		dl = 6971.02078000035m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.77606329--0.77715747) × R
    0.00109418000000006 × 6371000     		dr = 6971.02078000035m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.69949524-0.70102922) × cos(-0.77606329) × R
    0.00153398000000005 × 0.713676629233332 × 6371000     		do = 6974.75211995719m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.69949524-0.70102922) × cos(-0.77715747) × R
    0.00153398000000005 × 0.712909756087121 × 6371000     		du = 6967.25747899071m
  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(-0.77606329)-sin(-0.77715747))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.713676629233332-0.712909756087121)×R²
    abs(0.70102922-0.69949524)×0.000766873146210822×R²
    0.00153398000000005×0.000766873146210822×6371000²
    0.00153398000000005×0.000766873146210822×40589641000000     		ar = 48595024.1628996m²