Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 41229 / 9493
↖ ↑ ↗
← N 77.743117°
E 46.477661°		 ← 129.67 m → N 77.743117°
E 46.483154°		 →
↑
129.65 m
↓
↑
129.65 m
↓
N 77.741951°
E 46.477661°		 ← 129.68 m →
16 812 m²		 N 77.741951°
E 46.483154°
↙ ↓ ↘

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 41229 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9493 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.629112243652344 y=0.144859313964844 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.629112243652344 × 216)
    floor (0.629112243652344 × 65536)
    floor (41229.5)     		tx = 41229
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.144859313964844 × 216)
    floor (0.144859313964844 × 65536)
    floor (9493.5)     		ty = 9493
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 41229 / 9493 ti = "16/41229/9493"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/41229/9493.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 41229 ÷ 216
    41229 ÷ 65536     		x = 0.629104614257812
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9493 ÷ 216
    9493 ÷ 65536     		y = 0.144851684570312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.629104614257812 × 2 - 1) × π
    0.258209228515625 × 3.1415926535     		Λ = 0.81118822
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.144851684570312 × 2 - 1) × π
    0.710296630859375 × 3.1415926535     		Φ = 2.23146267731361
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.81118822} λ = 0.81118822}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.23146267731361))-π/2
    2×atan(9.31347873565244)-π/2
    2×1.46383484332576-π/2
    2.92766968665152-1.57079632675     		φ = 1.35687336
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.81118822} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 46.477661°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35687336 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.743117°
  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 41229 KachelY 9493 0.81118822 1.35687336 46.477661 77.743117
    Oben rechts KachelX + 1 41230 KachelY 9493 0.81128409 1.35687336 46.483154 77.743117
    Unten links KachelX 41229 KachelY + 1 9494 0.81118822 1.35685301 46.477661 77.741951
    Unten rechts KachelX + 1 41230 KachelY + 1 9494 0.81128409 1.35685301 46.483154 77.741951
  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(1.35687336-1.35685301) × R
    2.03500000000023e-05 × 6371000     		dl = 129.649850000015m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35687336-1.35685301) × R
    2.03500000000023e-05 × 6371000     		dr = 129.649850000015m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.81118822-0.81128409) × cos(1.35687336) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.212295068745499 × 6371000     		do = 129.667231621057m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.81118822-0.81128409) × cos(1.35685301) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.212314954835699 × 6371000     		du = 129.679377801744m
  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(1.35687336)-sin(1.35685301))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.212295068745499-0.212314954835699)×R²
    abs(0.81128409-0.81118822)×1.98860901995945e-05×R²
    9.58699999999979e-05×1.98860901995945e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×1.98860901995945e-05×40589641000000     		ar = 16812.1245057215m²