Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57099 / 38123
↖ ↑ ↗
← N 59.917860°
W 23.172912°		 ← 153.06 m → N 59.917860°
W 23.170166°		 →
↑
153.10 m
↓
↑
153.10 m
↓
N 59.916483°
W 23.172912°		 ← 153.07 m →
23 433 m²		 N 59.916483°
W 23.170166°
↙ ↓ ↘

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 57099 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38123 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.435634613037109 y=0.290859222412109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.435634613037109 × 217)
    floor (0.435634613037109 × 131072)
    floor (57099.5)     		tx = 57099
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.290859222412109 × 217)
    floor (0.290859222412109 × 131072)
    floor (38123.5)     		ty = 38123
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57099 / 38123 ti = "17/57099/38123"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57099/38123.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57099 ÷ 217
    57099 ÷ 131072     		x = 0.435630798339844
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38123 ÷ 217
    38123 ÷ 131072     		y = 0.290855407714844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.435630798339844 × 2 - 1) × π
    -0.128738403320312 × 3.1415926535     		Λ = -0.40444362
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.290855407714844 × 2 - 1) × π
    0.418289184570312 × 3.1415926535     		Φ = 1.3140942292846
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.40444362} λ = -0.40444362}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.3140942292846))-π/2
    2×atan(3.7213787423566)-π/2
    2×1.30828013385659-π/2
    2.61656026771318-1.57079632675     		φ = 1.04576394
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.40444362} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -23.172912°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.04576394 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.917860°
  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 57099 KachelY 38123 -0.40444362 1.04576394 -23.172912 59.917860
    Oben rechts KachelX + 1 57100 KachelY 38123 -0.40439569 1.04576394 -23.170166 59.917860
    Unten links KachelX 57099 KachelY + 1 38124 -0.40444362 1.04573991 -23.172912 59.916483
    Unten rechts KachelX + 1 57100 KachelY + 1 38124 -0.40439569 1.04573991 -23.170166 59.916483
  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(1.04576394-1.04573991) × R
    2.40300000000637e-05 × 6371000     		dl = 153.095130000406m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.04576394-1.04573991) × R
    2.40300000000637e-05 × 6371000     		dr = 153.095130000406m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.40444362--0.40439569) × cos(1.04576394) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.501241029479947 × 6371000     		do = 153.05997828138m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.40444362--0.40439569) × cos(1.04573991) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.501261822679462 × 6371000     		du = 153.066327734994m
  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(1.04576394)-sin(1.04573991))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.501241029479947-0.501261822679462)×R²
    abs(-0.40439569--0.40444362)×2.07931995144239e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.07931995144239e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.07931995144239e-05×40589641000000     		ar = 23433.2233092307m²