Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54499 / 13018
↖ ↑ ↗
← N 80.777358°
W 30.314026°		 ← 48.95 m → N 80.777358°
W 30.311279°		 →
↑
48.99 m
↓
↑
48.99 m
↓
N 80.776917°
W 30.314026°		 ← 48.95 m →
2 398 m²		 N 80.776917°
W 30.311279°
↙ ↓ ↘

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 54499 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 13018 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.415798187255859 y=0.0993232727050781 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.415798187255859 × 217)
    floor (0.415798187255859 × 131072)
    floor (54499.5)     		tx = 54499
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0993232727050781 × 217)
    floor (0.0993232727050781 × 131072)
    floor (13018.5)     		ty = 13018
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54499 / 13018 ti = "17/54499/13018"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54499/13018.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54499 ÷ 217
    54499 ÷ 131072     		x = 0.415794372558594
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 13018 ÷ 217
    13018 ÷ 131072     		y = 0.0993194580078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.415794372558594 × 2 - 1) × π
    -0.168411254882812 × 3.1415926535     		Λ = -0.52907956
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0993194580078125 × 2 - 1) × π
    0.801361083984375 × 3.1415926535     		Φ = 2.51755009424611
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.52907956} λ = -0.52907956}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.51755009424611))-π/2
    2×atan(12.3981850411141)-π/2
    2×1.49031358625276-π/2
    2.98062717250551-1.57079632675     		φ = 1.40983085
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.52907956} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.314026°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40983085 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.777358°
  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 54499 KachelY 13018 -0.52907956 1.40983085 -30.314026 80.777358
    Oben rechts KachelX + 1 54500 KachelY 13018 -0.52903162 1.40983085 -30.311279 80.777358
    Unten links KachelX 54499 KachelY + 1 13019 -0.52907956 1.40982316 -30.314026 80.776917
    Unten rechts KachelX + 1 54500 KachelY + 1 13019 -0.52903162 1.40982316 -30.311279 80.776917
  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(1.40983085-1.40982316) × R
    7.69000000011566e-06 × 6371000     		dl = 48.9929900007369m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40983085-1.40982316) × R
    7.69000000011566e-06 × 6371000     		dr = 48.9929900007369m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.52907956--0.52903162) × cos(1.40983085) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.160271277245691 × 6371000     		do = 48.9509734534783m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.52907956--0.52903162) × cos(1.40982316) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.160278867832363 × 6371000     		du = 48.9532918140295m
  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(1.40983085)-sin(1.40982316))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.160271277245691-0.160278867832363)×R²
    abs(-0.52903162--0.52907956)×7.59058667149093e-06×R²
    4.79399999999686e-05×7.59058667149093e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×7.59058667149093e-06×40589641000000     		ar = 2398.31134458273m²