Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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10 / 510 / 252
↖ ↑ ↗
← N 67.067433°
W  0.703125°		 ← 15.232 km → N 67.067433°
W  0.351562°		 →
↑
15.275 km
↓
↑
15.275 km
↓
N 66.930060°
W  0.703125°		 ← 15.318 km →
233.332 km²		 N 66.930060°
W  0.351562°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 510 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 252 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.49853515625 y=0.24658203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.49853515625 × 210)
    floor (0.49853515625 × 1024)
    floor (510.5)     		tx = 510
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.24658203125 × 210)
    floor (0.24658203125 × 1024)
    floor (252.5)     		ty = 252
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 510 / 252 ti = "10/510/252"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/510/252.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 510 ÷ 210
    510 ÷ 1024     		x = 0.498046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 252 ÷ 210
    252 ÷ 1024     		y = 0.24609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.498046875 × 2 - 1) × π
    -0.00390625 × 3.1415926535     		Λ = -0.01227185
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.24609375 × 2 - 1) × π
    0.5078125 × 3.1415926535     		Φ = 1.59534001935547
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.01227185} λ = -0.01227185}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.59534001935547))-π/2
    2×atan(4.93000508431591)-π/2
    2×1.37067192980769-π/2
    2.74134385961538-1.57079632675     		φ = 1.17054753
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.01227185} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -0.703125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.17054753 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 67.067433°
  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 510 KachelY 252 -0.01227185 1.17054753 -0.703125 67.067433
    Oben rechts KachelX + 1 511 KachelY 252 -0.00613592 1.17054753 -0.351562 67.067433
    Unten links KachelX 510 KachelY + 1 253 -0.01227185 1.16814992 -0.703125 66.930060
    Unten rechts KachelX + 1 511 KachelY + 1 253 -0.00613592 1.16814992 -0.351562 66.930060
  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(1.17054753-1.16814992) × R
    0.00239760999999983 × 6371000     		dl = 15275.1733099989m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.17054753-1.16814992) × R
    0.00239760999999983 × 6371000     		dr = 15275.1733099989m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.01227185--0.00613592) × cos(1.17054753) × R
    0.00613593 × 0.389647487277031 × 6371000     		do = 15232.103480798m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.01227185--0.00613592) × cos(1.16814992) × R
    0.00613593 × 0.3918544778977 × 6371000     		du = 15318.3791802773m
  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(1.17054753)-sin(1.16814992))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.389647487277031-0.3918544778977)×R²
    abs(-0.00613592--0.01227185)×0.00220699062066848×R²
    0.00613593×0.00220699062066848×6371000²
    0.00613593×0.00220699062066848×40589641000000     		ar = 233332070.452474m²