Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54512 / 85291
↖ ↑ ↗
← S 47.596903°
W 30.278320°		 ← 205.96 m → S 47.596903°
W 30.275573°		 →
↑
205.97 m
↓
↑
205.97 m
↓
S 47.598755°
W 30.278320°		 ← 205.95 m →
42 422 m²		 S 47.598755°
W 30.275573°
↙ ↓ ↘

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 54512 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 85291 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.415897369384766 y=0.650722503662109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.415897369384766 × 217)
    floor (0.415897369384766 × 131072)
    floor (54512.5)     		tx = 54512
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.650722503662109 × 217)
    floor (0.650722503662109 × 131072)
    floor (85291.5)     		ty = 85291
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54512 / 85291 ti = "17/54512/85291"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54512/85291.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54512 ÷ 217
    54512 ÷ 131072     		x = 0.4158935546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 85291 ÷ 217
    85291 ÷ 131072     		y = 0.650718688964844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4158935546875 × 2 - 1) × π
    -0.168212890625 × 3.1415926535     		Λ = -0.52845638
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.650718688964844 × 2 - 1) × π
    -0.301437377929688 × 3.1415926535     		Φ = -0.946993451994209
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.52845638} λ = -0.52845638}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.946993451994209))-π/2
    2×atan(0.387905528600442)-π/2
    2×0.370036826274518-π/2
    0.740073652549037-1.57079632675     		φ = -0.83072267
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.52845638} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.278320°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.83072267 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -47.596903°
  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 54512 KachelY 85291 -0.52845638 -0.83072267 -30.278320 -47.596903
    Oben rechts KachelX + 1 54513 KachelY 85291 -0.52840844 -0.83072267 -30.275573 -47.596903
    Unten links KachelX 54512 KachelY + 1 85292 -0.52845638 -0.83075500 -30.278320 -47.598755
    Unten rechts KachelX + 1 54513 KachelY + 1 85292 -0.52840844 -0.83075500 -30.275573 -47.598755
  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(-0.83072267--0.83075500) × R
    3.23300000000248e-05 × 6371000     		dl = 205.974430000158m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.83072267--0.83075500) × R
    3.23300000000248e-05 × 6371000     		dr = 205.974430000158m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.52845638--0.52840844) × cos(-0.83072267) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.674342303026149 × 6371000     		do = 205.961496914931m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.52845638--0.52840844) × cos(-0.83075500) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.674318429590991 × 6371000     		du = 205.954205353331m
  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(-0.83072267)-sin(-0.83075500))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.674342303026149-0.674318429590991)×R²
    abs(-0.52840844--0.52845638)×2.38734351577508e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.38734351577508e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.38734351577508e-05×40589641000000     		ar = 42422.050995118m²