Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 2651 / 1404
↖ ↑ ↗
← N 81.531226°
W121.750488°		 ← 359.82 m → N 81.531226°
W121.728516°		 →
↑
359.90 m
↓
↑
359.90 m
↓
N 81.527989°
W121.750488°		 ← 359.96 m →
129 524 m²		 N 81.527989°
W121.728516°
↙ ↓ ↘

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 2651 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1404 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.161834716796875 y=0.085723876953125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.161834716796875 × 214)
    floor (0.161834716796875 × 16384)
    floor (2651.5)     		tx = 2651
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.085723876953125 × 214)
    floor (0.085723876953125 × 16384)
    floor (1404.5)     		ty = 1404
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 2651 / 1404 ti = "14/2651/1404"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/2651/1404.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2651 ÷ 214
    2651 ÷ 16384     		x = 0.16180419921875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1404 ÷ 214
    1404 ÷ 16384     		y = 0.085693359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.16180419921875 × 2 - 1) × π
    -0.6763916015625 × 3.1415926535     		Λ = -2.12494689
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.085693359375 × 2 - 1) × π
    0.82861328125 × 3.1415926535     		Φ = 2.60316539696753
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.12494689} λ = -2.12494689}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.60316539696753))-π/2
    2×atan(13.5064236333395)-π/2
    2×1.49689232648992-π/2
    2.99378465297984-1.57079632675     		φ = 1.42298833
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.12494689} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -121.750488°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.42298833 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.531226°
  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 2651 KachelY 1404 -2.12494689 1.42298833 -121.750488 81.531226
    Oben rechts KachelX + 1 2652 KachelY 1404 -2.12456339 1.42298833 -121.728516 81.531226
    Unten links KachelX 2651 KachelY + 1 1405 -2.12494689 1.42293184 -121.750488 81.527989
    Unten rechts KachelX + 1 2652 KachelY + 1 1405 -2.12456339 1.42293184 -121.728516 81.527989
  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(1.42298833-1.42293184) × R
    5.64899999999646e-05 × 6371000     		dl = 359.897789999775m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.42298833-1.42293184) × R
    5.64899999999646e-05 × 6371000     		dr = 359.897789999775m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.12494689--2.12456339) × cos(1.42298833) × R
    0.00038349999999987 × 0.147270385821466 × 6371000     		do = 359.82256736417m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.12494689--2.12456339) × cos(1.42293184) × R
    0.00038349999999987 × 0.14732625963481 × 6371000     		du = 359.959082651028m
  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(1.42298833)-sin(1.42293184))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.147270385821466-0.14732625963481)×R²
    abs(-2.12456339--2.12494689)×5.5873813344709e-05×R²
    0.00038349999999987×5.5873813344709e-05×6371000²
    0.00038349999999987×5.5873813344709e-05×40589641000000     		ar = 129523.912595718m²