Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 3391 / 1326
↖ ↑ ↗
← N 53.435719°
E118.037109°		 ← 5 822.01 m → N 53.435719°
E118.125000°		 →
↑
5 825.58 m
↓
↑
5 825.58 m
↓
N 53.383329°
E118.037109°		 ← 5 829.18 m →
33 937 452 m²		 N 53.383329°
E118.125000°
↙ ↓ ↘

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 3391 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1326 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.8280029296875 y=0.3238525390625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.8280029296875 × 212)
    floor (0.8280029296875 × 4096)
    floor (3391.5)     		tx = 3391
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.3238525390625 × 212)
    floor (0.3238525390625 × 4096)
    floor (1326.5)     		ty = 1326
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 3391 / 1326 ti = "12/3391/1326"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/3391/1326.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3391 ÷ 212
    3391 ÷ 4096     		x = 0.827880859375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1326 ÷ 212
    1326 ÷ 4096     		y = 0.32373046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.827880859375 × 2 - 1) × π
    0.65576171875 × 3.1415926535     		Λ = 2.06013620
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.32373046875 × 2 - 1) × π
    0.3525390625 × 3.1415926535     		Φ = 1.10753412882178
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.06013620} λ = 2.06013620}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.10753412882178))-π/2
    2×atan(3.02688527518783)-π/2
    2×1.25171278255201-π/2
    2.50342556510402-1.57079632675     		φ = 0.93262924
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.06013620} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 118.037109°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93262924 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.435719°
  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 3391 KachelY 1326 2.06013620 0.93262924 118.037109 53.435719
    Oben rechts KachelX + 1 3392 KachelY 1326 2.06167018 0.93262924 118.125000 53.435719
    Unten links KachelX 3391 KachelY + 1 1327 2.06013620 0.93171485 118.037109 53.383329
    Unten rechts KachelX + 1 3392 KachelY + 1 1327 2.06167018 0.93171485 118.125000 53.383329
  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(0.93262924-0.93171485) × R
    0.000914390000000043 × 6371000     		dl = 5825.57869000027m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93262924-0.93171485) × R
    0.000914390000000043 × 6371000     		dr = 5825.57869000027m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.06013620-2.06167018) × cos(0.93262924) × R
    0.00153398000000005 × 0.595724267119292 × 6371000     		do = 5822.00526793735m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.06013620-2.06167018) × cos(0.93171485) × R
    0.00153398000000005 × 0.596458445977293 × 6371000     		du = 5829.18038806391m
  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(0.93262924)-sin(0.93171485))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.595724267119292-0.596458445977293)×R²
    abs(2.06167018-2.06013620)×0.000734178858001311×R²
    0.00153398000000005×0.000734178858001311×6371000²
    0.00153398000000005×0.000734178858001311×40589641000000     		ar = 33937451.8000335m²