Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54961 / 18867
↖ ↑ ↗
← N 77.812311°
W 29.045105°		 ← 64.47 m → N 77.812311°
W 29.042359°		 →
↑
64.47 m
↓
↑
64.47 m
↓
N 77.811731°
W 29.045105°		 ← 64.47 m →
4 157 m²		 N 77.811731°
W 29.042359°
↙ ↓ ↘

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 54961 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 18867 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.419322967529297 y=0.143947601318359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.419322967529297 × 217)
    floor (0.419322967529297 × 131072)
    floor (54961.5)     		tx = 54961
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.143947601318359 × 217)
    floor (0.143947601318359 × 131072)
    floor (18867.5)     		ty = 18867
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54961 / 18867 ti = "17/54961/18867"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54961/18867.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54961 ÷ 217
    54961 ÷ 131072     		x = 0.419319152832031
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 18867 ÷ 217
    18867 ÷ 131072     		y = 0.143943786621094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.419319152832031 × 2 - 1) × π
    -0.161361694335938 × 3.1415926535     		Λ = -0.50693271
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.143943786621094 × 2 - 1) × π
    0.712112426757812 × 3.1415926535     		Φ = 2.2371671683684
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.50693271} λ = -0.50693271}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.2371671683684))-π/2
    2×atan(9.36675921631735)-π/2
    2×1.46443867625398-π/2
    2.92887735250795-1.57079632675     		φ = 1.35808103
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.50693271} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.045105°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35808103 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.812311°
  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 54961 KachelY 18867 -0.50693271 1.35808103 -29.045105 77.812311
    Oben rechts KachelX + 1 54962 KachelY 18867 -0.50688478 1.35808103 -29.042359 77.812311
    Unten links KachelX 54961 KachelY + 1 18868 -0.50693271 1.35807091 -29.045105 77.811731
    Unten rechts KachelX + 1 54962 KachelY + 1 18868 -0.50688478 1.35807091 -29.042359 77.811731
  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(1.35808103-1.35807091) × R
    1.01200000000023e-05 × 6371000     		dl = 64.474520000015m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35808103-1.35807091) × R
    1.01200000000023e-05 × 6371000     		dr = 64.474520000015m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.50693271--0.50688478) × cos(1.35808103) × R
    4.79299999999183e-05 × 0.211114772320963 × 6371000     		do = 64.4664354388072m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.50693271--0.50688478) × cos(1.35807091) × R
    4.79299999999183e-05 × 0.211124664218301 × 6371000     		du = 64.4694560486588m
  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(1.35808103)-sin(1.35807091))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.211114772320963-0.211124664218301)×R²
    abs(-0.50688478--0.50693271)×9.89189733768825e-06×R²
    4.79299999999183e-05×9.89189733768825e-06×6371000²
    4.79299999999183e-05×9.89189733768825e-06×40589641000000     		ar = 4156.539857239m²