Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4770 / 3746
↖ ↑ ↗
← N 15.199386°
E 29.619141°		 ← 4 715.56 m → N 15.199386°
E 29.663086°		 →
↑
4 716.01 m
↓
↑
4 716.01 m
↓
N 15.156974°
E 29.619141°		 ← 4 716.51 m →
22 240 842 m²		 N 15.156974°
E 29.663086°
↙ ↓ ↘

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 4770 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3746 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.58233642578125 y=0.45733642578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.58233642578125 × 213)
    floor (0.58233642578125 × 8192)
    floor (4770.5)     		tx = 4770
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.45733642578125 × 213)
    floor (0.45733642578125 × 8192)
    floor (3746.5)     		ty = 3746
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4770 / 3746 ti = "13/4770/3746"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4770/3746.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4770 ÷ 213
    4770 ÷ 8192     		x = 0.582275390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3746 ÷ 213
    3746 ÷ 8192     		y = 0.457275390625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.582275390625 × 2 - 1) × π
    0.16455078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.51695153
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.457275390625 × 2 - 1) × π
    0.08544921875 × 3.1415926535     		Φ = 0.268446637872314
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.51695153} λ = 0.51695153}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.268446637872314))-π/2
    2×atan(1.30793118117767)-π/2
    2×0.918037828808277-π/2
    1.83607565761655-1.57079632675     		φ = 0.26527933
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.51695153} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 29.619141°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.26527933 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 15.199386°
  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 4770 KachelY 3746 0.51695153 0.26527933 29.619141 15.199386
    Oben rechts KachelX + 1 4771 KachelY 3746 0.51771852 0.26527933 29.663086 15.199386
    Unten links KachelX 4770 KachelY + 1 3747 0.51695153 0.26453910 29.619141 15.156974
    Unten rechts KachelX + 1 4771 KachelY + 1 3747 0.51771852 0.26453910 29.663086 15.156974
  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(0.26527933-0.26453910) × R
    0.000740229999999953 × 6371000     		dl = 4716.0053299997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.26527933-0.26453910) × R
    0.000740229999999953 × 6371000     		dr = 4716.0053299997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.51695153-0.51771852) × cos(0.26527933) × R
    0.000766989999999912 × 0.965019304115618 × 6371000     		do = 4715.5603542809m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.51695153-0.51771852) × cos(0.26453910) × R
    0.000766989999999912 × 0.965213112352023 × 6371000     		du = 4716.50739692763m
  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(0.26527933)-sin(0.26453910))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.965019304115618-0.965213112352023)×R²
    abs(0.51771852-0.51695153)×0.000193808236404136×R²
    0.000766989999999912×0.000193808236404136×6371000²
    0.000766989999999912×0.000193808236404136×40589641000000     		ar = 22240841.9093638m²