Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3780 / 2563
↖ ↑ ↗
← N 55.702355°
W 13.886718°		 ← 2 753.50 m → N 55.702355°
W 13.842773°		 →
↑
2 754.37 m
↓
↑
2 754.37 m
↓
N 55.677585°
W 13.886718°		 ← 2 755.25 m →
7 586 574 m²		 N 55.677585°
W 13.842773°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3780 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2563 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.46148681640625 y=0.31292724609375 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.46148681640625 × 213)
    floor (0.46148681640625 × 8192)
    floor (3780.5)     		tx = 3780
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.31292724609375 × 213)
    floor (0.31292724609375 × 8192)
    floor (2563.5)     		ty = 2563
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3780 / 2563 ti = "13/3780/2563"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3780/2563.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3780 ÷ 213
    3780 ÷ 8192     		x = 0.46142578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2563 ÷ 213
    2563 ÷ 8192     		y = 0.3128662109375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.46142578125 × 2 - 1) × π
    -0.0771484375 × 3.1415926535     		Λ = -0.24236896
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3128662109375 × 2 - 1) × π
    0.374267578125 × 3.1415926535     		Φ = 1.17579627388074
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.24236896} λ = -0.24236896}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.17579627388074))-π/2
    2×atan(3.24072241933442)-π/2
    2×1.27149291213429-π/2
    2.54298582426857-1.57079632675     		φ = 0.97218950
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.24236896} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -13.886718°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.97218950 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 55.702355°
  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 3780 KachelY 2563 -0.24236896 0.97218950 -13.886718 55.702355
    Oben rechts KachelX + 1 3781 KachelY 2563 -0.24160197 0.97218950 -13.842773 55.702355
    Unten links KachelX 3780 KachelY + 1 2564 -0.24236896 0.97175717 -13.886718 55.677585
    Unten rechts KachelX + 1 3781 KachelY + 1 2564 -0.24160197 0.97175717 -13.842773 55.677585
  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(0.97218950-0.97175717) × R
    0.000432330000000092 × 6371000     		dl = 2754.37443000059m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.97218950-0.97175717) × R
    0.000432330000000092 × 6371000     		dr = 2754.37443000059m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.24236896--0.24160197) × cos(0.97218950) × R
    0.000766989999999995 × 0.563492090336969 × 6371000     		do = 2753.50031839966m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.24236896--0.24160197) × cos(0.97175717) × R
    0.000766989999999995 × 0.563849194755044 × 6371000     		du = 2755.24530674241m
  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(0.97218950)-sin(0.97175717))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.563492090336969-0.563849194755044)×R²
    abs(-0.24160197--0.24236896)×0.000357104418074794×R²
    0.000766989999999995×0.000357104418074794×6371000²
    0.000766989999999995×0.000357104418074794×40589641000000     		ar = 7586574.16380197m²