Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3800 / 1649
↖ ↑ ↗
← N 72.593980°
W 13.007813°		 ← 1 461.75 m → N 72.593980°
W 12.963867°		 →
↑
1 462.34 m
↓
↑
1 462.34 m
↓
N 72.580828°
W 13.007813°		 ← 1 462.82 m →
2 138 353 m²		 N 72.580828°
W 12.963867°
↙ ↓ ↘

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 3800 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1649 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.46392822265625 y=0.20135498046875 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.46392822265625 × 213)
    floor (0.46392822265625 × 8192)
    floor (3800.5)     		tx = 3800
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.20135498046875 × 213)
    floor (0.20135498046875 × 8192)
    floor (1649.5)     		ty = 1649
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3800 / 1649 ti = "13/3800/1649"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3800/1649.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3800 ÷ 213
    3800 ÷ 8192     		x = 0.4638671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1649 ÷ 213
    1649 ÷ 8192     		y = 0.2012939453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4638671875 × 2 - 1) × π
    -0.072265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.22702916
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.2012939453125 × 2 - 1) × π
    0.597412109375 × 3.1415926535     		Φ = 1.87682549392444
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.22702916} λ = -0.22702916}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.87682549392444))-π/2
    2×atan(6.53273370771137)-π/2
    2×1.41890014188772-π/2
    2.83780028377545-1.57079632675     		φ = 1.26700396
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.22702916} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -13.007813°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.26700396 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 72.593980°
  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 3800 KachelY 1649 -0.22702916 1.26700396 -13.007813 72.593980
    Oben rechts KachelX + 1 3801 KachelY 1649 -0.22626217 1.26700396 -12.963867 72.593980
    Unten links KachelX 3800 KachelY + 1 1650 -0.22702916 1.26677443 -13.007813 72.580828
    Unten rechts KachelX + 1 3801 KachelY + 1 1650 -0.22626217 1.26677443 -12.963867 72.580828
  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(1.26700396-1.26677443) × R
    0.000229530000000144 × 6371000     		dl = 1462.33563000092m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.26700396-1.26677443) × R
    0.000229530000000144 × 6371000     		dr = 1462.33563000092m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.22702916--0.22626217) × cos(1.26700396) × R
    0.000766989999999995 × 0.29914105926629 × 6371000     		do = 1461.75077886821m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.22702916--0.22626217) × cos(1.26677443) × R
    0.000766989999999995 × 0.299360070953427 × 6371000     		du = 1462.82097800783m
  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(1.26700396)-sin(1.26677443))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.29914105926629-0.299360070953427)×R²
    abs(-0.22626217--0.22702916)×0.000219011687136228×R²
    0.000766989999999995×0.000219011687136228×6371000²
    0.000766989999999995×0.000219011687136228×40589641000000     		ar = 2138352.75067555m²