Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4649 / 3798
↖ ↑ ↗
← N 12.983147°
E 24.301758°		 ← 4 761.58 m → N 12.983147°
E 24.345703°		 →
↑
4 761.94 m
↓
↑
4 761.94 m
↓
N 12.940322°
E 24.301758°		 ← 4 762.40 m →
22 676 291 m²		 N 12.940322°
E 24.345703°
↙ ↓ ↘

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 4649 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3798 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.56756591796875 y=0.46368408203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.56756591796875 × 213)
    floor (0.56756591796875 × 8192)
    floor (4649.5)     		tx = 4649
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.46368408203125 × 213)
    floor (0.46368408203125 × 8192)
    floor (3798.5)     		ty = 3798
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4649 / 3798 ti = "13/4649/3798"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4649/3798.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4649 ÷ 213
    4649 ÷ 8192     		x = 0.5675048828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3798 ÷ 213
    3798 ÷ 8192     		y = 0.463623046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5675048828125 × 2 - 1) × π
    0.135009765625 × 3.1415926535     		Λ = 0.42414569
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.463623046875 × 2 - 1) × π
    0.07275390625 × 3.1415926535     		Φ = 0.228563137388428
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.42414569} λ = 0.42414569}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.228563137388428))-π/2
    2×atan(1.25679287324677)-π/2
    2×0.898697500859708-π/2
    1.79739500171942-1.57079632675     		φ = 0.22659867
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.42414569} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.301758°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.22659867 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 12.983147°
  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 4649 KachelY 3798 0.42414569 0.22659867 24.301758 12.983147
    Oben rechts KachelX + 1 4650 KachelY 3798 0.42491268 0.22659867 24.345703 12.983147
    Unten links KachelX 4649 KachelY + 1 3799 0.42414569 0.22585123 24.301758 12.940322
    Unten rechts KachelX + 1 4650 KachelY + 1 3799 0.42491268 0.22585123 24.345703 12.940322
  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(0.22659867-0.22585123) × R
    0.000747440000000016 × 6371000     		dl = 4761.9402400001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.22659867-0.22585123) × R
    0.000747440000000016 × 6371000     		dr = 4761.9402400001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.42414569-0.42491268) × cos(0.22659867) × R
    0.000766989999999967 × 0.97443618811023 × 6371000     		do = 4761.57589473361m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.42414569-0.42491268) × cos(0.22585123) × R
    0.000766989999999967 × 0.974603839099006 × 6371000     		du = 4762.39512016533m
  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(0.22659867)-sin(0.22585123))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.97443618811023-0.974603839099006)×R²
    abs(0.42491268-0.42414569)×0.000167650988776691×R²
    0.000766989999999967×0.000167650988776691×6371000²
    0.000766989999999967×0.000167650988776691×40589641000000     		ar = 22676291.465928m²