Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 27093 / 6767
↖ ↑ ↗
← N 80.547420°
W 31.173706°		 ← 100.31 m → N 80.547420°
W 31.168213°		 →
↑
100.28 m
↓
↑
100.28 m
↓
N 80.546518°
W 31.173706°		 ← 100.32 m →
10 060 m²		 N 80.546518°
W 31.168213°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 27093 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 6767 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.413414001464844 y=0.103263854980469 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.413414001464844 × 216)
    floor (0.413414001464844 × 65536)
    floor (27093.5)     		tx = 27093
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.103263854980469 × 216)
    floor (0.103263854980469 × 65536)
    floor (6767.5)     		ty = 6767
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 27093 / 6767 ti = "16/27093/6767"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/27093/6767.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 27093 ÷ 216
    27093 ÷ 65536     		x = 0.413406372070312
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 6767 ÷ 216
    6767 ÷ 65536     		y = 0.103256225585938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.413406372070312 × 2 - 1) × π
    -0.173187255859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.54408381
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.103256225585938 × 2 - 1) × π
    0.793487548828125 × 3.1415926535     		Φ = 2.49281465404216
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.54408381} λ = -0.54408381}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.49281465404216))-π/2
    2×atan(12.0952722612744)-π/2
    2×1.48830700484145-π/2
    2.9766140096829-1.57079632675     		φ = 1.40581768
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.54408381} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.173706°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40581768 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.547420°
  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 27093 KachelY 6767 -0.54408381 1.40581768 -31.173706 80.547420
    Oben rechts KachelX + 1 27094 KachelY 6767 -0.54398794 1.40581768 -31.168213 80.547420
    Unten links KachelX 27093 KachelY + 1 6768 -0.54408381 1.40580194 -31.173706 80.546518
    Unten rechts KachelX + 1 27094 KachelY + 1 6768 -0.54398794 1.40580194 -31.168213 80.546518
  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(1.40581768-1.40580194) × R
    1.57400000000418e-05 × 6371000     		dl = 100.279540000267m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40581768-1.40580194) × R
    1.57400000000418e-05 × 6371000     		dr = 100.279540000267m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.54408381--0.54398794) × cos(1.40581768) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.164231267759577 × 6371000     		do = 100.310449799143m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.54408381--0.54398794) × cos(1.40580194) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.164246794019347 × 6371000     		du = 100.319933048724m
  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(1.40581768)-sin(1.40580194))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.164231267759577-0.164246794019347)×R²
    abs(-0.54398794--0.54408381)×1.55262597701655e-05×R²
    9.58699999999979e-05×1.55262597701655e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×1.55262597701655e-05×40589641000000     		ar = 10059.5612509573m²