Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30110 / 39278
↖ ↑ ↗
← S 33.642063°
W 14.600830°		 ← 508.54 m → S 33.642063°
W 14.595337°		 →
↑
508.47 m
↓
↑
508.47 m
↓
S 33.646635°
W 14.600830°		 ← 508.52 m →
258 572 m²		 S 33.646635°
W 14.595337°
↙ ↓ ↘

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 30110 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 39278 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.459449768066406 y=0.599342346191406 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.459449768066406 × 216)
    floor (0.459449768066406 × 65536)
    floor (30110.5)     		tx = 30110
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.599342346191406 × 216)
    floor (0.599342346191406 × 65536)
    floor (39278.5)     		ty = 39278
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30110 / 39278 ti = "16/30110/39278"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30110/39278.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30110 ÷ 216
    30110 ÷ 65536     		x = 0.459442138671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 39278 ÷ 216
    39278 ÷ 65536     		y = 0.599334716796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.459442138671875 × 2 - 1) × π
    -0.08111572265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.25483256
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.599334716796875 × 2 - 1) × π
    -0.19866943359375 × 3.1415926535     		Φ = -0.624138433053131
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.25483256} λ = -0.25483256}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.624138433053131))-π/2
    2×atan(0.53572279079244)-π/2
    2×0.491815784470033-π/2
    0.983631568940066-1.57079632675     		φ = -0.58716476
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.25483256} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -14.600830°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.58716476 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -33.642063°
  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 30110 KachelY 39278 -0.25483256 -0.58716476 -14.600830 -33.642063
    Oben rechts KachelX + 1 30111 KachelY 39278 -0.25473668 -0.58716476 -14.595337 -33.642063
    Unten links KachelX 30110 KachelY + 1 39279 -0.25483256 -0.58724457 -14.600830 -33.646635
    Unten rechts KachelX + 1 30111 KachelY + 1 39279 -0.25473668 -0.58724457 -14.595337 -33.646635
  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(-0.58716476--0.58724457) × R
    7.98100000000135e-05 × 6371000     		dl = 508.469510000086m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.58716476--0.58724457) × R
    7.98100000000135e-05 × 6371000     		dr = 508.469510000086m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.25483256--0.25473668) × cos(-0.58716476) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.832514754221642 × 6371000     		do = 508.542869738087m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.25483256--0.25473668) × cos(-0.58724457) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.832470536600936 × 6371000     		du = 508.515859339037m
  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(-0.58716476)-sin(-0.58724457))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.832514754221642-0.832470536600936)×R²
    abs(-0.25473668--0.25483256)×4.42176207064993e-05×R²
    9.58799999999926e-05×4.42176207064993e-05×6371000²
    9.58799999999926e-05×4.42176207064993e-05×40589641000000     		ar = 258571.676944776m²