Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 3384 / 1498
↖ ↑ ↗
← N 43.452919°
E117.421875°		 ← 7 094.60 m → N 43.452919°
E117.509765°		 →
↑
7 098.31 m
↓
↑
7 098.31 m
↓
N 43.389082°
E117.421875°		 ← 7 102.08 m →
50 386 259 m²		 N 43.389082°
E117.509765°
↙ ↓ ↘

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 3384 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1498 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.8262939453125 y=0.3658447265625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.8262939453125 × 212)
    floor (0.8262939453125 × 4096)
    floor (3384.5)     		tx = 3384
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.3658447265625 × 212)
    floor (0.3658447265625 × 4096)
    floor (1498.5)     		ty = 1498
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 3384 / 1498 ti = "12/3384/1498"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/3384/1498.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3384 ÷ 212
    3384 ÷ 4096     		x = 0.826171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1498 ÷ 212
    1498 ÷ 4096     		y = 0.36572265625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.826171875 × 2 - 1) × π
    0.65234375 × 3.1415926535     		Λ = 2.04939833
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.36572265625 × 2 - 1) × π
    0.2685546875 × 3.1415926535     		Φ = 0.843689433312988
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.04939833} λ = 2.04939833}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.843689433312988))-π/2
    2×atan(2.32492884277519)-π/2
    2×1.16459641553599-π/2
    2.32919283107197-1.57079632675     		φ = 0.75839650
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.04939833} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 117.421875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.75839650 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 43.452919°
  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 3384 KachelY 1498 2.04939833 0.75839650 117.421875 43.452919
    Oben rechts KachelX + 1 3385 KachelY 1498 2.05093231 0.75839650 117.509765 43.452919
    Unten links KachelX 3384 KachelY + 1 1499 2.04939833 0.75728234 117.421875 43.389082
    Unten rechts KachelX + 1 3385 KachelY + 1 1499 2.05093231 0.75728234 117.509765 43.389082
  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(0.75839650-0.75728234) × R
    0.00111415999999998 × 6371000     		dl = 7098.31335999984m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.75839650-0.75728234) × R
    0.00111415999999998 × 6371000     		dr = 7098.31335999984m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.04939833-2.05093231) × cos(0.75839650) × R
    0.00153398000000005 × 0.725939763951328 × 6371000     		do = 7094.59957098491m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.04939833-2.05093231) × cos(0.75728234) × R
    0.00153398000000005 × 0.72670558599051 × 6371000     		du = 7102.0839394965m
  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(0.75839650)-sin(0.75728234))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.725939763951328-0.72670558599051)×R²
    abs(2.05093231-2.04939833)×0.000765822039181852×R²
    0.00153398000000005×0.000765822039181852×6371000²
    0.00153398000000005×0.000765822039181852×40589641000000     		ar = 50386259.3273309m²