Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
17 / 36552 / 102604
↖ ↑ ↗
← S 70.797753°
W 79.606934°		 ← 100.46 m → S 70.797753°
W 79.604187°		 →
↑
100.47 m
↓
↑
100.47 m
↓
S 70.798656°
W 79.606934°		 ← 100.45 m →
10 093 m²		 S 70.798656°
W 79.604187°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 36552 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 102604 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.278873443603516 y=0.782810211181641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.278873443603516 × 217)
    floor (0.278873443603516 × 131072)
    floor (36552.5)     		tx = 36552
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.782810211181641 × 217)
    floor (0.782810211181641 × 131072)
    floor (102604.5)     		ty = 102604
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 36552 / 102604 ti = "17/36552/102604"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/36552/102604.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 36552 ÷ 217
    36552 ÷ 131072     		x = 0.27886962890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 102604 ÷ 217
    102604 ÷ 131072     		y = 0.782806396484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.27886962890625 × 2 - 1) × π
    -0.4422607421875 × 3.1415926535     		Λ = -1.38940310
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.782806396484375 × 2 - 1) × π
    -0.56561279296875 × 3.1415926535     		Φ = -1.77692499511624
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.38940310} λ = -1.38940310}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.77692499511624))-π/2
    2×atan(0.169157508504962)-π/2
    2×0.167571215949781-π/2
    0.335142431899562-1.57079632675     		φ = -1.23565389
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.38940310} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -79.606934°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.23565389 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -70.797753°
  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 36552 KachelY 102604 -1.38940310 -1.23565389 -79.606934 -70.797753
    Oben rechts KachelX + 1 36553 KachelY 102604 -1.38935516 -1.23565389 -79.604187 -70.797753
    Unten links KachelX 36552 KachelY + 1 102605 -1.38940310 -1.23566966 -79.606934 -70.798656
    Unten rechts KachelX + 1 36553 KachelY + 1 102605 -1.38935516 -1.23566966 -79.604187 -70.798656
  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(-1.23565389--1.23566966) × R
    1.57699999998595e-05 × 6371000     		dl = 100.470669999105m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.23565389--1.23566966) × R
    1.57699999998595e-05 × 6371000     		dr = 100.470669999105m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.38940310--1.38935516) × cos(-1.23565389) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.328903685315946 × 6371000     		do = 100.455651476284m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.38940310--1.38935516) × cos(-1.23566966) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.328888792663107 × 6371000     		du = 100.45110287677m
  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(-1.23565389)-sin(-1.23566966))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.328903685315946-0.328888792663107)×R²
    abs(-1.38935516--1.38940310)×1.48926528384941e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.48926528384941e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.48926528384941e-05×40589641000000     		ar = 10092.6181089232m²