Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54840 / 42520
↖ ↑ ↗
← N 53.291489°
W 29.377442°		 ← 182.57 m → N 53.291489°
W 29.374695°		 →
↑
182.59 m
↓
↑
182.59 m
↓
N 53.289847°
W 29.377442°		 ← 182.57 m →
33 336 m²		 N 53.289847°
W 29.374695°
↙ ↓ ↘

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 54840 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42520 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.418399810791016 y=0.324405670166016 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.418399810791016 × 217)
    floor (0.418399810791016 × 131072)
    floor (54840.5)     		tx = 54840
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.324405670166016 × 217)
    floor (0.324405670166016 × 131072)
    floor (42520.5)     		ty = 42520
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54840 / 42520 ti = "17/54840/42520"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54840/42520.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54840 ÷ 217
    54840 ÷ 131072     		x = 0.41839599609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42520 ÷ 217
    42520 ÷ 131072     		y = 0.32440185546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.41839599609375 × 2 - 1) × π
    -0.1632080078125 × 3.1415926535     		Λ = -0.51273308
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.32440185546875 × 2 - 1) × π
    0.3511962890625 × 3.1415926535     		Φ = 1.10331568165521
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51273308} λ = -0.51273308}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.10331568165521))-π/2
    2×atan(3.01414341390493)-π/2
    2×1.25045413712805-π/2
    2.50090827425609-1.57079632675     		φ = 0.93011195
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51273308} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.377442°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93011195 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.291489°
  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 54840 KachelY 42520 -0.51273308 0.93011195 -29.377442 53.291489
    Oben rechts KachelX + 1 54841 KachelY 42520 -0.51268514 0.93011195 -29.374695 53.291489
    Unten links KachelX 54840 KachelY + 1 42521 -0.51273308 0.93008329 -29.377442 53.289847
    Unten rechts KachelX + 1 54841 KachelY + 1 42521 -0.51268514 0.93008329 -29.374695 53.289847
  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(0.93011195-0.93008329) × R
    2.86600000000137e-05 × 6371000     		dl = 182.592860000087m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93011195-0.93008329) × R
    2.86600000000137e-05 × 6371000     		dr = 182.592860000087m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51273308--0.51268514) × cos(0.93011195) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.597744237188836 × 6371000     		do = 182.566475974016m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51273308--0.51268514) × cos(0.93008329) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.597767213288845 × 6371000     		du = 182.573493466364m
  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(0.93011195)-sin(0.93008329))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.597744237188836-0.597767213288845)×R²
    abs(-0.51268514--0.51273308)×2.2976100009009e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.2976100009009e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.2976100009009e-05×40589641000000     		ar = 33335.9756623798m²