Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4746 / 3813
↖ ↑ ↗
← N 12.340002°
E 28.564453°		 ← 4 773.60 m → N 12.340002°
E 28.608399°		 →
↑
4 773.98 m
↓
↑
4 773.98 m
↓
N 12.297068°
E 28.564453°		 ← 4 774.38 m →
22 790 937 m²		 N 12.297068°
E 28.608399°
↙ ↓ ↘

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 4746 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3813 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.57940673828125 y=0.46551513671875 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.57940673828125 × 213)
    floor (0.57940673828125 × 8192)
    floor (4746.5)     		tx = 4746
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.46551513671875 × 213)
    floor (0.46551513671875 × 8192)
    floor (3813.5)     		ty = 3813
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4746 / 3813 ti = "13/4746/3813"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4746/3813.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4746 ÷ 213
    4746 ÷ 8192     		x = 0.579345703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3813 ÷ 213
    3813 ÷ 8192     		y = 0.4654541015625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.579345703125 × 2 - 1) × π
    0.15869140625 × 3.1415926535     		Λ = 0.49854376
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4654541015625 × 2 - 1) × π
    0.069091796875 × 3.1415926535     		Φ = 0.217058281479614
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.49854376} λ = 0.49854376}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.217058281479614))-π/2
    2×atan(1.24241650990022)-π/2
    2×0.893084994248152-π/2
    1.7861699884963-1.57079632675     		φ = 0.21537366
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.49854376} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 28.564453°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.21537366 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 12.340002°
  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 4746 KachelY 3813 0.49854376 0.21537366 28.564453 12.340002
    Oben rechts KachelX + 1 4747 KachelY 3813 0.49931075 0.21537366 28.608399 12.340002
    Unten links KachelX 4746 KachelY + 1 3814 0.49854376 0.21462433 28.564453 12.297068
    Unten rechts KachelX + 1 4747 KachelY + 1 3814 0.49931075 0.21462433 28.608399 12.297068
  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(0.21537366-0.21462433) × R
    0.000749329999999993 × 6371000     		dl = 4773.98142999995m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.21537366-0.21462433) × R
    0.000749329999999993 × 6371000     		dr = 4773.98142999995m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.49854376-0.49931075) × cos(0.21537366) × R
    0.000766990000000023 × 0.97689660660506 × 6371000     		do = 4773.59871319954m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.49854376-0.49931075) × cos(0.21462433) × R
    0.000766990000000023 × 0.97705647349403 × 6371000     		du = 4774.37990167978m
  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(0.21537366)-sin(0.21462433))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.97689660660506-0.97705647349403)×R²
    abs(0.49931075-0.49854376)×0.000159866888970295×R²
    0.000766990000000023×0.000159866888970295×6371000²
    0.000766990000000023×0.000159866888970295×40589641000000     		ar = 22790937.3671531m²