Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3804 / 2518
↖ ↑ ↗
← N 56.800878°
W 12.832032°		 ← 2 675.64 m → N 56.800878°
W 12.788086°		 →
↑
2 676.46 m
↓
↑
2 676.46 m
↓
N 56.776808°
W 12.832032°		 ← 2 677.35 m →
7 163 524 m²		 N 56.776808°
W 12.788086°
↙ ↓ ↘

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 3804 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2518 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.46441650390625 y=0.30743408203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.46441650390625 × 213)
    floor (0.46441650390625 × 8192)
    floor (3804.5)     		tx = 3804
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.30743408203125 × 213)
    floor (0.30743408203125 × 8192)
    floor (2518.5)     		ty = 2518
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3804 / 2518 ti = "13/3804/2518"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3804/2518.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3804 ÷ 213
    3804 ÷ 8192     		x = 0.46435546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2518 ÷ 213
    2518 ÷ 8192     		y = 0.307373046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.46435546875 × 2 - 1) × π
    -0.0712890625 × 3.1415926535     		Λ = -0.22396120
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.307373046875 × 2 - 1) × π
    0.38525390625 × 3.1415926535     		Φ = 1.21031084160718
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.22396120} λ = -0.22396120}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.21031084160718))-π/2
    2×atan(3.3545272171359)-π/2
    2×1.28107933567538-π/2
    2.56215867135076-1.57079632675     		φ = 0.99136234
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.22396120} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -12.832032°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.99136234 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 56.800878°
  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 3804 KachelY 2518 -0.22396120 0.99136234 -12.832032 56.800878
    Oben rechts KachelX + 1 3805 KachelY 2518 -0.22319420 0.99136234 -12.788086 56.800878
    Unten links KachelX 3804 KachelY + 1 2519 -0.22396120 0.99094224 -12.832032 56.776808
    Unten rechts KachelX + 1 3805 KachelY + 1 2519 -0.22319420 0.99094224 -12.788086 56.776808
  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(0.99136234-0.99094224) × R
    0.000420100000000034 × 6371000     		dl = 2676.45710000022m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.99136234-0.99094224) × R
    0.000420100000000034 × 6371000     		dr = 2676.45710000022m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.22396120--0.22319420) × cos(0.99136234) × R
    0.00076699999999999 × 0.547550400126254 × 6371000     		do = 2675.63624058971m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.22396120--0.22319420) × cos(0.99094224) × R
    0.00076699999999999 × 0.547901880012212 × 6371000     		du = 2677.3537670868m
  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(0.99136234)-sin(0.99094224))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.547550400126254-0.547901880012212)×R²
    abs(-0.22319420--0.22396120)×0.000351479885957851×R²
    0.00076699999999999×0.000351479885957851×6371000²
    0.00076699999999999×0.000351479885957851×40589641000000     		ar = 7163524.16149381m²