Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57566 / 42397
↖ ↑ ↗
← N 53.492948°
W 21.890259°		 ← 181.70 m → N 53.492948°
W 21.887512°		 →
↑
181.70 m
↓
↑
181.70 m
↓
N 53.491314°
W 21.890259°		 ← 181.71 m →
33 016 m²		 N 53.491314°
W 21.887512°
↙ ↓ ↘

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 57566 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42397 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.439197540283203 y=0.323467254638672 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.439197540283203 × 217)
    floor (0.439197540283203 × 131072)
    floor (57566.5)     		tx = 57566
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.323467254638672 × 217)
    floor (0.323467254638672 × 131072)
    floor (42397.5)     		ty = 42397
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57566 / 42397 ti = "17/57566/42397"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57566/42397.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57566 ÷ 217
    57566 ÷ 131072     		x = 0.439193725585938
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42397 ÷ 217
    42397 ÷ 131072     		y = 0.323463439941406
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439193725585938 × 2 - 1) × π
    -0.121612548828125 × 3.1415926535     		Λ = -0.38205709
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.323463439941406 × 2 - 1) × π
    0.353073120117188 × 3.1415926535     		Φ = 1.10921192030848
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38205709} λ = -0.38205709}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.10921192030848))-π/2
    2×atan(3.03196802023462)-π/2
    2×1.25221219644534-π/2
    2.50442439289068-1.57079632675     		φ = 0.93362807
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38205709} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.890259°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93362807 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.492948°
  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 57566 KachelY 42397 -0.38205709 0.93362807 -21.890259 53.492948
    Oben rechts KachelX + 1 57567 KachelY 42397 -0.38200915 0.93362807 -21.887512 53.492948
    Unten links KachelX 57566 KachelY + 1 42398 -0.38205709 0.93359955 -21.890259 53.491314
    Unten rechts KachelX + 1 57567 KachelY + 1 42398 -0.38200915 0.93359955 -21.887512 53.491314
  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(0.93362807-0.93359955) × R
    2.85200000000874e-05 × 6371000     		dl = 181.700920000557m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93362807-0.93359955) × R
    2.85200000000874e-05 × 6371000     		dr = 181.700920000557m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38205709--0.38200915) × cos(0.93362807) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.594921720800985 × 6371000     		do = 181.704406817595m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38205709--0.38200915) × cos(0.93359955) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.594944644468553 × 6371000     		du = 181.711408295725m
  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(0.93362807)-sin(0.93359955))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.594921720800985-0.594944644468553)×R²
    abs(-0.38200915--0.38205709)×2.29236675677313e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.29236675677313e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.29236675677313e-05×40589641000000     		ar = 33016.4939767031m²