Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30353 / 20337
↖ ↑ ↗
← N 56.215869°
W 13.265991°		 ← 339.67 m → N 56.215869°
W 13.260498°		 →
↑
339.64 m
↓
↑
339.64 m
↓
N 56.212814°
W 13.265991°		 ← 339.70 m →
115 371 m²		 N 56.212814°
W 13.260498°
↙ ↓ ↘

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 30353 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20337 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.463157653808594 y=0.310325622558594 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.463157653808594 × 216)
    floor (0.463157653808594 × 65536)
    floor (30353.5)     		tx = 30353
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.310325622558594 × 216)
    floor (0.310325622558594 × 65536)
    floor (20337.5)     		ty = 20337
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30353 / 20337 ti = "16/30353/20337"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30353/20337.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30353 ÷ 216
    30353 ÷ 65536     		x = 0.463150024414062
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20337 ÷ 216
    20337 ÷ 65536     		y = 0.310317993164062
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.463150024414062 × 2 - 1) × π
    -0.073699951171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.23153523
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.310317993164062 × 2 - 1) × π
    0.379364013671875 × 3.1415926535     		Φ = 1.19180719835384
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.23153523} λ = -0.23153523}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.19180719835384))-π/2
    2×atan(3.29302698611257)-π/2
    2×1.27597416418504-π/2
    2.55194832837009-1.57079632675     		φ = 0.98115200
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.23153523} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -13.265991°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.98115200 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 56.215869°
  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 30353 KachelY 20337 -0.23153523 0.98115200 -13.265991 56.215869
    Oben rechts KachelX + 1 30354 KachelY 20337 -0.23143935 0.98115200 -13.260498 56.215869
    Unten links KachelX 30353 KachelY + 1 20338 -0.23153523 0.98109869 -13.265991 56.212814
    Unten rechts KachelX + 1 30354 KachelY + 1 20338 -0.23143935 0.98109869 -13.260498 56.212814
  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(0.98115200-0.98109869) × R
    5.33099999999731e-05 × 6371000     		dl = 339.638009999829m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.98115200-0.98109869) × R
    5.33099999999731e-05 × 6371000     		dr = 339.638009999829m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.23153523--0.23143935) × cos(0.98115200) × R
    9.58800000000204e-05 × 0.55606544439364 × 6371000     		do = 339.673399684785m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.23153523--0.23143935) × cos(0.98109869) × R
    9.58800000000204e-05 × 0.556109751597391 × 6371000     		du = 339.700464805771m
  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(0.98115200)-sin(0.98109869))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.55606544439364-0.556109751597391)×R²
    abs(-0.23143935--0.23153523)×4.4307203750038e-05×R²
    9.58800000000204e-05×4.4307203750038e-05×6371000²
    9.58800000000204e-05×4.4307203750038e-05×40589641000000     		ar = 115370.59371803m²