Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30380 / 20412
↖ ↑ ↗
← N 55.986091°
W 13.117676°		 ← 341.67 m → N 55.986091°
W 13.112183°		 →
↑
341.68 m
↓
↑
341.68 m
↓
N 55.983019°
W 13.117676°		 ← 341.70 m →
116 746 m²		 N 55.983019°
W 13.112183°
↙ ↓ ↘

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 30380 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20412 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.463569641113281 y=0.311470031738281 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.463569641113281 × 216)
    floor (0.463569641113281 × 65536)
    floor (30380.5)     		tx = 30380
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.311470031738281 × 216)
    floor (0.311470031738281 × 65536)
    floor (20412.5)     		ty = 20412
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30380 / 20412 ti = "16/30380/20412"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30380/20412.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30380 ÷ 216
    30380 ÷ 65536     		x = 0.46356201171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20412 ÷ 216
    20412 ÷ 65536     		y = 0.31146240234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.46356201171875 × 2 - 1) × π
    -0.0728759765625 × 3.1415926535     		Λ = -0.22894663
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.31146240234375 × 2 - 1) × π
    0.3770751953125 × 3.1415926535     		Φ = 1.18461666341083
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.22894663} λ = -0.22894663}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.18461666341083))-π/2
    2×atan(3.26943328781357)-π/2
    2×1.27396897968192-π/2
    2.54793795936383-1.57079632675     		φ = 0.97714163
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.22894663} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -13.117676°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.97714163 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 55.986091°
  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 30380 KachelY 20412 -0.22894663 0.97714163 -13.117676 55.986091
    Oben rechts KachelX + 1 30381 KachelY 20412 -0.22885076 0.97714163 -13.112183 55.986091
    Unten links KachelX 30380 KachelY + 1 20413 -0.22894663 0.97708800 -13.117676 55.983019
    Unten rechts KachelX + 1 30381 KachelY + 1 20413 -0.22885076 0.97708800 -13.112183 55.983019
  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(0.97714163-0.97708800) × R
    5.36300000000267e-05 × 6371000     		dl = 341.67673000017m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.97714163-0.97708800) × R
    5.36300000000267e-05 × 6371000     		dr = 341.67673000017m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.22894663--0.22885076) × cos(0.97714163) × R
    9.58700000000257e-05 × 0.559394136789309 × 6371000     		do = 341.671097360708m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.22894663--0.22885076) × cos(0.97708800) × R
    9.58700000000257e-05 × 0.559438589988547 × 6371000     		du = 341.69824883114m
  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(0.97714163)-sin(0.97708800))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.559394136789309-0.559438589988547)×R²
    abs(-0.22885076--0.22894663)×4.44531992382924e-05×R²
    9.58700000000257e-05×4.44531992382924e-05×6371000²
    9.58700000000257e-05×4.44531992382924e-05×40589641000000     		ar = 116745.701822642m²