Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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10 / 377 / 475
↖ ↑ ↗
← N 12.897489°
W 47.460938°		 ← 38.106 km → N 12.897489°
W 47.109375°		 →
↑
38.132 km
↓
↑
38.132 km
↓
N 12.554564°
W 47.460938°		 ← 38.157 km →
1 454.02 km²		 N 12.554564°
W 47.109375°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 377 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 475 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.36865234375 y=0.46435546875 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.36865234375 × 210)
    floor (0.36865234375 × 1024)
    floor (377.5)     		tx = 377
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.46435546875 × 210)
    floor (0.46435546875 × 1024)
    floor (475.5)     		ty = 475
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 377 / 475 ti = "10/377/475"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/377/475.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 377 ÷ 210
    377 ÷ 1024     		x = 0.3681640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 475 ÷ 210
    475 ÷ 1024     		y = 0.4638671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.3681640625 × 2 - 1) × π
    -0.263671875 × 3.1415926535     		Λ = -0.82834963
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4638671875 × 2 - 1) × π
    0.072265625 × 3.1415926535     		Φ = 0.227029156600586
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.82834963} λ = -0.82834963}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.227029156600586))-π/2
    2×atan(1.25486645504692)-π/2
    2×0.897949989142734-π/2
    1.79589997828547-1.57079632675     		φ = 0.22510365
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.82834963} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -47.460938°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.22510365 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 12.897489°
  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 377 KachelY 475 -0.82834963 0.22510365 -47.460938 12.897489
    Oben rechts KachelX + 1 378 KachelY 475 -0.82221370 0.22510365 -47.109375 12.897489
    Unten links KachelX 377 KachelY + 1 476 -0.82834963 0.21911847 -47.460938 12.554564
    Unten rechts KachelX + 1 378 KachelY + 1 476 -0.82221370 0.21911847 -47.109375 12.554564
  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(0.22510365-0.21911847) × R
    0.00598517999999998 × 6371000     		dl = 38131.5817799999m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.22510365-0.21911847) × R
    0.00598517999999998 × 6371000     		dr = 38131.5817799999m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.82834963--0.82221370) × cos(0.22510365) × R
    0.0061359299999999 × 0.974770976858286 × 6371000     		do = 38105.7568042964m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.82834963--0.82221370) × cos(0.21911847) × R
    0.0061359299999999 × 0.976089446082766 × 6371000     		du = 38157.298416444m
  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(0.22510365)-sin(0.21911847))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.974770976858286-0.976089446082766)×R²
    abs(-0.82221370--0.82834963)×0.00131846922447976×R²
    0.0061359299999999×0.00131846922447976×6371000²
    0.0061359299999999×0.00131846922447976×40589641000000     		ar = 1454019804.0112m²