Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40079 / 41294
↖ ↑ ↗
← S 42.350425°
E 40.160523°		 ← 451.40 m → S 42.350425°
E 40.166016°		 →
↑
451.39 m
↓
↑
451.39 m
↓
S 42.354485°
E 40.160523°		 ← 451.37 m →
203 747 m²		 S 42.354485°
E 40.166016°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 40079 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41294 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.611564636230469 y=0.630104064941406 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.611564636230469 × 216)
    floor (0.611564636230469 × 65536)
    floor (40079.5)     		tx = 40079
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.630104064941406 × 216)
    floor (0.630104064941406 × 65536)
    floor (41294.5)     		ty = 41294
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40079 / 41294 ti = "16/40079/41294"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40079/41294.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40079 ÷ 216
    40079 ÷ 65536     		x = 0.611557006835938
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41294 ÷ 216
    41294 ÷ 65536     		y = 0.630096435546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.611557006835938 × 2 - 1) × π
    0.223114013671875 × 3.1415926535     		Λ = 0.70093335
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.630096435546875 × 2 - 1) × π
    -0.26019287109375 × 3.1415926535     		Φ = -0.817420012321198
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.70093335} λ = 0.70093335}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.817420012321198))-π/2
    2×atan(0.441569429840033)-π/2
    2×0.415820984403179-π/2
    0.831641968806357-1.57079632675     		φ = -0.73915436
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.70093335} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 40.160523°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.73915436 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -42.350425°
  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 40079 KachelY 41294 0.70093335 -0.73915436 40.160523 -42.350425
    Oben rechts KachelX + 1 40080 KachelY 41294 0.70102922 -0.73915436 40.166016 -42.350425
    Unten links KachelX 40079 KachelY + 1 41295 0.70093335 -0.73922521 40.160523 -42.354485
    Unten rechts KachelX + 1 40080 KachelY + 1 41295 0.70102922 -0.73922521 40.166016 -42.354485
  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(-0.73915436--0.73922521) × R
    7.08499999999557e-05 × 6371000     		dl = 451.385349999718m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.73915436--0.73922521) × R
    7.08499999999557e-05 × 6371000     		dr = 451.385349999718m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.70093335-0.70102922) × cos(-0.73915436) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.739038499449212 × 6371000     		do = 451.39567702272m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.70093335-0.70102922) × cos(-0.73922521) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.738990768557211 × 6371000     		du = 451.366523577635m
  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(-0.73915436)-sin(-0.73922521))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.739038499449212-0.738990768557211)×R²
    abs(0.70102922-0.70093335)×4.77308920013853e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.77308920013853e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.77308920013853e-05×40589641000000     		ar = 203746.816027451m²