Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
17 / 47769 / 55127
↖ ↑ ↗
← N 27.471724°
W 48.798523°		 ← 270.99 m → N 27.471724°
W 48.795776°		 →
↑
270.96 m
↓
↑
270.96 m
↓
N 27.469287°
W 48.798523°		 ← 270.99 m →
73 427 m²		 N 27.469287°
W 48.795776°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 47769 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 55127 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.364452362060547 y=0.420589447021484 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.364452362060547 × 217)
    floor (0.364452362060547 × 131072)
    floor (47769.5)     		tx = 47769
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.420589447021484 × 217)
    floor (0.420589447021484 × 131072)
    floor (55127.5)     		ty = 55127
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 47769 / 55127 ti = "17/47769/55127"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/47769/55127.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 47769 ÷ 217
    47769 ÷ 131072     		x = 0.364448547363281
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 55127 ÷ 217
    55127 ÷ 131072     		y = 0.420585632324219
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.364448547363281 × 2 - 1) × π
    -0.271102905273438 × 3.1415926535     		Λ = -0.85169490
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.420585632324219 × 2 - 1) × π
    0.158828735351562 × 3.1415926535     		Φ = 0.498975188145165
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.85169490} λ = -0.85169490}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.498975188145165))-π/2
    2×atan(1.64703250707689)-π/2
    2×1.02513418415647-π/2
    2.05026836831294-1.57079632675     		φ = 0.47947204
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.85169490} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -48.798523°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.47947204 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 27.471724°
  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 47769 KachelY 55127 -0.85169490 0.47947204 -48.798523 27.471724
    Oben rechts KachelX + 1 47770 KachelY 55127 -0.85164696 0.47947204 -48.795776 27.471724
    Unten links KachelX 47769 KachelY + 1 55128 -0.85169490 0.47942951 -48.798523 27.469287
    Unten rechts KachelX + 1 47770 KachelY + 1 55128 -0.85164696 0.47942951 -48.795776 27.469287
  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(0.47947204-0.47942951) × R
    4.25299999999851e-05 × 6371000     		dl = 270.958629999905m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.47947204-0.47942951) × R
    4.25299999999851e-05 × 6371000     		dr = 270.958629999905m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.85169490--0.85164696) × cos(0.47947204) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.887238600080216 × 6371000     		do = 270.985505986514m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.85169490--0.85164696) × cos(0.47942951) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.887258218826684 × 6371000     		du = 270.991498056672m
  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(0.47947204)-sin(0.47942951))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.887238600080216-0.887258218826684)×R²
    abs(-0.85164696--0.85169490)×1.96187464674979e-05×R²
    4.79400000000796e-05×1.96187464674979e-05×6371000²
    4.79400000000796e-05×1.96187464674979e-05×40589641000000     		ar = 73426.6732645754m²