Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 53984 / 12640
↖ ↑ ↗
← N 80.942273°
W 31.728515°		 ← 48.07 m → N 80.942273°
W 31.725769°		 →
↑
48.04 m
↓
↑
48.04 m
↓
N 80.941841°
W 31.728515°		 ← 48.08 m →
2 309 m²		 N 80.941841°
W 31.725769°
↙ ↓ ↘

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 53984 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 12640 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.411869049072266 y=0.0964393615722656 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.411869049072266 × 217)
    floor (0.411869049072266 × 131072)
    floor (53984.5)     		tx = 53984
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0964393615722656 × 217)
    floor (0.0964393615722656 × 131072)
    floor (12640.5)     		ty = 12640
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 53984 / 12640 ti = "17/53984/12640"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/53984/12640.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 53984 ÷ 217
    53984 ÷ 131072     		x = 0.411865234375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 12640 ÷ 217
    12640 ÷ 131072     		y = 0.096435546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.411865234375 × 2 - 1) × π
    -0.17626953125 × 3.1415926535     		Λ = -0.55376706
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.096435546875 × 2 - 1) × π
    0.80712890625 × 3.1415926535     		Φ = 2.53567024230249
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.55376706} λ = -0.55376706}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.53567024230249))-π/2
    2×atan(12.6248897481374)-π/2
    2×1.49175274521441-π/2
    2.98350549042882-1.57079632675     		φ = 1.41270916
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.55376706} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.728515°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41270916 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.942273°
  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 53984 KachelY 12640 -0.55376706 1.41270916 -31.728515 80.942273
    Oben rechts KachelX + 1 53985 KachelY 12640 -0.55371913 1.41270916 -31.725769 80.942273
    Unten links KachelX 53984 KachelY + 1 12641 -0.55376706 1.41270162 -31.728515 80.941841
    Unten rechts KachelX + 1 53985 KachelY + 1 12641 -0.55371913 1.41270162 -31.725769 80.941841
  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(1.41270916-1.41270162) × R
    7.53999999991706e-06 × 6371000     		dl = 48.0373399994716m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41270916-1.41270162) × R
    7.53999999991706e-06 × 6371000     		dr = 48.0373399994716m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.55376706--0.55371913) × cos(1.41270916) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.157429515170146 × 6371000     		do = 48.0729963343009m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.55376706--0.55371913) × cos(1.41270162) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.157436961143576 × 6371000     		du = 48.0752700518631m
  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(1.41270916)-sin(1.41270162))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.157429515170146-0.157436961143576)×R²
    abs(-0.55371913--0.55376706)×7.44597343069198e-06×R²
    4.79300000000293e-05×7.44597343069198e-06×6371000²
    4.79300000000293e-05×7.44597343069198e-06×40589641000000     		ar = 2309.35348133647m²