Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 3128 / 3180
↖ ↑ ↗
← S 70.020587°
E 94.921875°		 ← 3 339.26 m → S 70.020587°
E 95.009766°		 →
↑
3 336.87 m
↓
↑
3 336.87 m
↓
S 70.050596°
E 94.921875°		 ← 3 334.45 m →
11 134 661 m²		 S 70.050596°
E 95.009766°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3128 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3180 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.7637939453125 y=0.7764892578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.7637939453125 × 212)
    floor (0.7637939453125 × 4096)
    floor (3128.5)     		tx = 3128
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.7764892578125 × 212)
    floor (0.7764892578125 × 4096)
    floor (3180.5)     		ty = 3180
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 3128 / 3180 ti = "12/3128/3180"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/3128/3180.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3128 ÷ 212
    3128 ÷ 4096     		x = 0.763671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3180 ÷ 212
    3180 ÷ 4096     		y = 0.7763671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.763671875 × 2 - 1) × π
    0.52734375 × 3.1415926535     		Λ = 1.65669925
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.7763671875 × 2 - 1) × π
    -0.552734375 × 3.1415926535     		Φ = -1.73646625183691
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.65669925} λ = 1.65669925}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.73646625183691))-π/2
    2×atan(0.1761417426969)-π/2
    2×0.174353267108175-π/2
    0.348706534216349-1.57079632675     		φ = -1.22208979
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.65669925} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 94.921875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.22208979 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -70.020587°
  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 3128 KachelY 3180 1.65669925 -1.22208979 94.921875 -70.020587
    Oben rechts KachelX + 1 3129 KachelY 3180 1.65823323 -1.22208979 95.009766 -70.020587
    Unten links KachelX 3128 KachelY + 1 3181 1.65669925 -1.22261355 94.921875 -70.050596
    Unten rechts KachelX + 1 3129 KachelY + 1 3181 1.65823323 -1.22261355 95.009766 -70.050596
  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(-1.22208979--1.22261355) × R
    0.000523759999999873 × 6371000     		dl = 3336.87495999919m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.22208979--1.22261355) × R
    0.000523759999999873 × 6371000     		dr = 3336.87495999919m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.65669925-1.65823323) × cos(-1.22208979) × R
    0.00153398000000005 × 0.341682476912264 × 6371000     		do = 3339.25826148482m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.65669925-1.65823323) × cos(-1.22261355) × R
    0.00153398000000005 × 0.341190192327367 × 6371000     		du = 3334.44717084307m
  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(-1.22208979)-sin(-1.22261355))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.341682476912264-0.341190192327367)×R²
    abs(1.65823323-1.65669925)×0.000492284584897917×R²
    0.00153398000000005×0.000492284584897917×6371000²
    0.00153398000000005×0.000492284584897917×40589641000000     		ar = 11134660.5283179m²