Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58010 / 86746
↖ ↑ ↗
← S 50.222609°
W 20.670777°		 ← 195.41 m → S 50.222609°
W 20.668030°		 →
↑
195.40 m
↓
↑
195.40 m
↓
S 50.224366°
W 20.670777°		 ← 195.41 m →
38 183 m²		 S 50.224366°
W 20.668030°
↙ ↓ ↘

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 58010 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86746 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442584991455078 y=0.661823272705078 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442584991455078 × 217)
    floor (0.442584991455078 × 131072)
    floor (58010.5)     		tx = 58010
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.661823272705078 × 217)
    floor (0.661823272705078 × 131072)
    floor (86746.5)     		ty = 86746
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58010 / 86746 ti = "17/58010/86746"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58010/86746.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58010 ÷ 217
    58010 ÷ 131072     		x = 0.442581176757812
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86746 ÷ 217
    86746 ÷ 131072     		y = 0.661819458007812
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442581176757812 × 2 - 1) × π
    -0.114837646484375 × 3.1415926535     		Λ = -0.36077311
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.661819458007812 × 2 - 1) × π
    -0.323638916015625 × 3.1415926535     		Φ = -1.01674164094139
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36077311} λ = -0.36077311}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.01674164094139))-π/2
    2×atan(0.361771804244513)-π/2
    2×0.347123217689121-π/2
    0.694246435378242-1.57079632675     		φ = -0.87654989
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36077311} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.670777°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87654989 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.222609°
  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 58010 KachelY 86746 -0.36077311 -0.87654989 -20.670777 -50.222609
    Oben rechts KachelX + 1 58011 KachelY 86746 -0.36072517 -0.87654989 -20.668030 -50.222609
    Unten links KachelX 58010 KachelY + 1 86747 -0.36077311 -0.87658056 -20.670777 -50.224366
    Unten rechts KachelX + 1 58011 KachelY + 1 86747 -0.36072517 -0.87658056 -20.668030 -50.224366
  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(-0.87654989--0.87658056) × R
    3.06699999998994e-05 × 6371000     		dl = 195.398569999359m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87654989--0.87658056) × R
    3.06699999998994e-05 × 6371000     		dr = 195.398569999359m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36077311--0.36072517) × cos(-0.87654989) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.63980648075288 × 6371000     		do = 195.413367840842m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36077311--0.36072517) × cos(-0.87658056) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.639782909451173 × 6371000     		du = 195.406168558576m
  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(-0.87654989)-sin(-0.87658056))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.63980648075288-0.639782909451173)×R²
    abs(-0.36072517--0.36077311)×2.35713017068262e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.35713017068262e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.35713017068262e-05×40589641000000     		ar = 38182.7892730812m²