Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 3177 / 3031
↖ ↑ ↗
← S 65.035060°
E 99.228516°		 ← 4 124.82 m → S 65.035060°
E 99.316406°		 →
↑
4 121.97 m
↓
↑
4 121.97 m
↓
S 65.072130°
E 99.228516°		 ← 4 119.09 m →
16 990 590 m²		 S 65.072130°
E 99.316406°
↙ ↓ ↘

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 3177 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3031 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.7757568359375 y=0.7401123046875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.7757568359375 × 212)
    floor (0.7757568359375 × 4096)
    floor (3177.5)     		tx = 3177
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.7401123046875 × 212)
    floor (0.7401123046875 × 4096)
    floor (3031.5)     		ty = 3031
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 3177 / 3031 ti = "12/3177/3031"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/3177/3031.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3177 ÷ 212
    3177 ÷ 4096     		x = 0.775634765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3031 ÷ 212
    3031 ÷ 4096     		y = 0.739990234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.775634765625 × 2 - 1) × π
    0.55126953125 × 3.1415926535     		Λ = 1.73186431
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.739990234375 × 2 - 1) × π
    -0.47998046875 × 3.1415926535     		Φ = -1.50790311444849
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.73186431} λ = 1.73186431}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.50790311444849))-π/2
    2×atan(0.22137368690273)-π/2
    2×0.217860196480562-π/2
    0.435720392961123-1.57079632675     		φ = -1.13507593
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.73186431} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 99.228516°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.13507593 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -65.035060°
  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 3177 KachelY 3031 1.73186431 -1.13507593 99.228516 -65.035060
    Oben rechts KachelX + 1 3178 KachelY 3031 1.73339829 -1.13507593 99.316406 -65.035060
    Unten links KachelX 3177 KachelY + 1 3032 1.73186431 -1.13572292 99.228516 -65.072130
    Unten rechts KachelX + 1 3178 KachelY + 1 3032 1.73339829 -1.13572292 99.316406 -65.072130
  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(-1.13507593--1.13572292) × R
    0.000646990000000125 × 6371000     		dl = 4121.9732900008m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.13507593--1.13572292) × R
    0.000646990000000125 × 6371000     		dr = 4121.9732900008m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.73186431-1.73339829) × cos(-1.13507593) × R
    0.00153398000000005 × 0.422063598232002 × 6371000     		do = 4124.82188142799m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.73186431-1.73339829) × cos(-1.13572292) × R
    0.00153398000000005 × 0.421476970654384 × 6371000     		du = 4119.08877798447m
  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(-1.13507593)-sin(-1.13572292))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.422063598232002-0.421476970654384)×R²
    abs(1.73339829-1.73186431)×0.000586627577618126×R²
    0.00153398000000005×0.000586627577618126×6371000²
    0.00153398000000005×0.000586627577618126×40589641000000     		ar = 16990590.3643097m²