Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
11 / 268 / 796
↖ ↑ ↗
← N 37.160316°
W132.890625°		 ← 15.577 km → N 37.160316°
W132.714844°		 →
↑
15.592 km
↓
↑
15.592 km
↓
N 37.020098°
W132.890625°		 ← 15.606 km →
243.097 km²		 N 37.020098°
W132.714844°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 268 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 796 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.131103515625 y=0.388916015625 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.131103515625 × 211)
    floor (0.131103515625 × 2048)
    floor (268.5)     		tx = 268
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.388916015625 × 211)
    floor (0.388916015625 × 2048)
    floor (796.5)     		ty = 796
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 268 / 796 ti = "11/268/796"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/268/796.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 268 ÷ 211
    268 ÷ 2048     		x = 0.130859375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 796 ÷ 211
    796 ÷ 2048     		y = 0.388671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.130859375 × 2 - 1) × π
    -0.73828125 × 3.1415926535     		Λ = -2.31937895
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.388671875 × 2 - 1) × π
    0.22265625 × 3.1415926535     		Φ = 0.699495239255859
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.31937895} λ = -2.31937895}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.699495239255859))-π/2
    2×atan(2.01273650064757)-π/2
    2×1.10968310080142-π/2
    2.21936620160285-1.57079632675     		φ = 0.64856987
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.31937895} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -132.890625°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.64856987 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 37.160316°
  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 268 KachelY 796 -2.31937895 0.64856987 -132.890625 37.160316
    Oben rechts KachelX + 1 269 KachelY 796 -2.31631099 0.64856987 -132.714844 37.160316
    Unten links KachelX 268 KachelY + 1 797 -2.31937895 0.64612260 -132.890625 37.020098
    Unten rechts KachelX + 1 269 KachelY + 1 797 -2.31631099 0.64612260 -132.714844 37.020098
  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(0.64856987-0.64612260) × R
    0.00244727 × 6371000     		dl = 15591.55717m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.64856987-0.64612260) × R
    0.00244727 × 6371000     		dr = 15591.55717m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.31937895--2.31631099) × cos(0.64856987) × R
    0.00306796000000009 × 0.796948479384723 × 6371000     		do = 15577.1335879571m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.31937895--2.31631099) × cos(0.64612260) × R
    0.00306796000000009 × 0.798424358192631 × 6371000     		du = 15605.9810755239m
  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(0.64856987)-sin(0.64612260))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.796948479384723-0.798424358192631)×R²
    abs(-2.31631099--2.31937895)×0.00147587880790834×R²
    0.00306796000000009×0.00147587880790834×6371000²
    0.00306796000000009×0.00147587880790834×40589641000000     		ar = 243096778.83537m²