Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54613 / 42771
↖ ↑ ↗
← N 52.877419°
W 30.000915°		 ← 184.29 m → N 52.877419°
W 29.998169°		 →
↑
184.38 m
↓
↑
184.38 m
↓
N 52.875761°
W 30.000915°		 ← 184.30 m →
33 980 m²		 N 52.875761°
W 29.998169°
↙ ↓ ↘

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 54613 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42771 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.416667938232422 y=0.326320648193359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.416667938232422 × 217)
    floor (0.416667938232422 × 131072)
    floor (54613.5)     		tx = 54613
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.326320648193359 × 217)
    floor (0.326320648193359 × 131072)
    floor (42771.5)     		ty = 42771
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54613 / 42771 ti = "17/54613/42771"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54613/42771.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54613 ÷ 217
    54613 ÷ 131072     		x = 0.416664123535156
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42771 ÷ 217
    42771 ÷ 131072     		y = 0.326316833496094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.416664123535156 × 2 - 1) × π
    -0.166671752929688 × 3.1415926535     		Λ = -0.52361475
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.326316833496094 × 2 - 1) × π
    0.347366333007812 × 3.1415926535     		Φ = 1.09128351985058
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.52361475} λ = -0.52361475}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.09128351985058))-π/2
    2×atan(2.97809406336885)-π/2
    2×1.24684069097346-π/2
    2.49368138194691-1.57079632675     		φ = 0.92288506
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.52361475} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.000915°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92288506 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.877419°
  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 54613 KachelY 42771 -0.52361475 0.92288506 -30.000915 52.877419
    Oben rechts KachelX + 1 54614 KachelY 42771 -0.52356682 0.92288506 -29.998169 52.877419
    Unten links KachelX 54613 KachelY + 1 42772 -0.52361475 0.92285612 -30.000915 52.875761
    Unten rechts KachelX + 1 54614 KachelY + 1 42772 -0.52356682 0.92285612 -29.998169 52.875761
  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(0.92288506-0.92285612) × R
    2.89400000000883e-05 × 6371000     		dl = 184.376740000563m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92288506-0.92285612) × R
    2.89400000000883e-05 × 6371000     		dr = 184.376740000563m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.52361475--0.52356682) × cos(0.92288506) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.603522280125966 × 6371000     		do = 184.292788609607m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.52361475--0.52356682) × cos(0.92285612) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.603545355070349 × 6371000     		du = 184.299834821465m
  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(0.92288506)-sin(0.92285612))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.603522280125966-0.603545355070349)×R²
    abs(-0.52356682--0.52361475)×2.30749443824729e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.30749443824729e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.30749443824729e-05×40589641000000     		ar = 33979.9531504611m²