Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 3101 / 7151
↖ ↑ ↗
← N 22.289096°
W111.862793°		 ← 2 260.72 m → N 22.289096°
W111.840820°		 →
↑
2 260.88 m
↓
↑
2 260.88 m
↓
N 22.268764°
W111.862793°		 ← 2 261.05 m →
5 111 584 m²		 N 22.268764°
W111.840820°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3101 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 7151 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.189300537109375 y=0.436492919921875 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.189300537109375 × 214)
    floor (0.189300537109375 × 16384)
    floor (3101.5)     		tx = 3101
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.436492919921875 × 214)
    floor (0.436492919921875 × 16384)
    floor (7151.5)     		ty = 7151
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 3101 / 7151 ti = "14/3101/7151"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/3101/7151.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3101 ÷ 214
    3101 ÷ 16384     		x = 0.18927001953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 7151 ÷ 214
    7151 ÷ 16384     		y = 0.43646240234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.18927001953125 × 2 - 1) × π
    -0.6214599609375 × 3.1415926535     		Λ = -1.95237405
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.43646240234375 × 2 - 1) × π
    0.1270751953125 × 3.1415926535     		Φ = 0.399218500035828
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.95237405} λ = -1.95237405}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.399218500035828))-π/2
    2×atan(1.49065929213501)-π/2
    2×0.979907223292766-π/2
    1.95981444658553-1.57079632675     		φ = 0.38901812
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.95237405} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -111.862793°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.38901812 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 22.289096°
  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 3101 KachelY 7151 -1.95237405 0.38901812 -111.862793 22.289096
    Oben rechts KachelX + 1 3102 KachelY 7151 -1.95199055 0.38901812 -111.840820 22.289096
    Unten links KachelX 3101 KachelY + 1 7152 -1.95237405 0.38866325 -111.862793 22.268764
    Unten rechts KachelX + 1 3102 KachelY + 1 7152 -1.95199055 0.38866325 -111.840820 22.268764
  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(0.38901812-0.38866325) × R
    0.000354870000000007 × 6371000     		dl = 2260.87677000005m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.38901812-0.38866325) × R
    0.000354870000000007 × 6371000     		dr = 2260.87677000005m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.95237405--1.95199055) × cos(0.38901812) × R
    0.00038349999999987 × 0.92528191335139 × 6371000     		do = 2260.72140532955m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.95237405--1.95199055) × cos(0.38866325) × R
    0.00038349999999987 × 0.925416450209737 × 6371000     		du = 2261.050116343m
  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(0.38901812)-sin(0.38866325))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.92528191335139-0.925416450209737)×R²
    abs(-1.95199055--1.95237405)×0.000134536858346634×R²
    0.00038349999999987×0.000134536858346634×6371000²
    0.00038349999999987×0.000134536858346634×40589641000000     		ar = 5111584.14994169m²