Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54714 / 13642
↖ ↑ ↗
← N 80.498579°
W 29.723511°		 ← 50.42 m → N 80.498579°
W 29.720764°		 →
↑
50.39 m
↓
↑
50.39 m
↓
N 80.498126°
W 29.723511°		 ← 50.42 m →
2 541 m²		 N 80.498126°
W 29.720764°
↙ ↓ ↘

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 54714 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 13642 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.417438507080078 y=0.104084014892578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.417438507080078 × 217)
    floor (0.417438507080078 × 131072)
    floor (54714.5)     		tx = 54714
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.104084014892578 × 217)
    floor (0.104084014892578 × 131072)
    floor (13642.5)     		ty = 13642
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54714 / 13642 ti = "17/54714/13642"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54714/13642.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54714 ÷ 217
    54714 ÷ 131072     		x = 0.417434692382812
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 13642 ÷ 217
    13642 ÷ 131072     		y = 0.104080200195312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.417434692382812 × 2 - 1) × π
    -0.165130615234375 × 3.1415926535     		Λ = -0.51877313
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.104080200195312 × 2 - 1) × π
    0.791839599609375 × 3.1415926535     		Φ = 2.48763746888319
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51877313} λ = -0.51877313}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.48763746888319))-π/2
    2×atan(12.0328146141372)-π/2
    2×1.48788078966881-π/2
    2.97576157933762-1.57079632675     		φ = 1.40496525
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51877313} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.723511°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40496525 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.498579°
  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 54714 KachelY 13642 -0.51877313 1.40496525 -29.723511 80.498579
    Oben rechts KachelX + 1 54715 KachelY 13642 -0.51872519 1.40496525 -29.720764 80.498579
    Unten links KachelX 54714 KachelY + 1 13643 -0.51877313 1.40495734 -29.723511 80.498126
    Unten rechts KachelX + 1 54715 KachelY + 1 13643 -0.51872519 1.40495734 -29.720764 80.498126
  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(1.40496525-1.40495734) × R
    7.91000000011088e-06 × 6371000     		dl = 50.3946100007064m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40496525-1.40495734) × R
    7.91000000011088e-06 × 6371000     		dr = 50.3946100007064m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51877313--0.51872519) × cos(1.40496525) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.165072063577693 × 6371000     		do = 50.4172571716277m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51877313--0.51872519) × cos(1.40495734) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.165079865059261 × 6371000     		du = 50.4196399449085m
  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(1.40496525)-sin(1.40495734))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.165072063577693-0.165079865059261)×R²
    abs(-0.51872519--0.51877313)×7.80148156739879e-06×R²
    4.79400000000796e-05×7.80148156739879e-06×6371000²
    4.79400000000796e-05×7.80148156739879e-06×40589641000000     		ar = 2540.81805189258m²