Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58132 / 86532
↖ ↑ ↗
← S 49.845068°
W 20.335693°		 ← 196.91 m → S 49.845068°
W 20.332947°		 →
↑
196.93 m
↓
↑
196.93 m
↓
S 49.846839°
W 20.335693°		 ← 196.91 m →
38 777 m²		 S 49.846839°
W 20.332947°
↙ ↓ ↘

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 58132 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86532 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443515777587891 y=0.660190582275391 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443515777587891 × 217)
    floor (0.443515777587891 × 131072)
    floor (58132.5)     		tx = 58132
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.660190582275391 × 217)
    floor (0.660190582275391 × 131072)
    floor (86532.5)     		ty = 86532
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58132 / 86532 ti = "17/58132/86532"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58132/86532.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58132 ÷ 217
    58132 ÷ 131072     		x = 0.443511962890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86532 ÷ 217
    86532 ÷ 131072     		y = 0.660186767578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443511962890625 × 2 - 1) × π
    -0.11297607421875 × 3.1415926535     		Λ = -0.35492480
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.660186767578125 × 2 - 1) × π
    -0.32037353515625 × 3.1415926535     		Φ = -1.0064831444227
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35492480} λ = -0.35492480}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.0064831444227))-π/2
    2×atan(0.365502140143856)-π/2
    2×0.350417890835488-π/2
    0.700835781670976-1.57079632675     		φ = -0.86996055
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35492480} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.335693°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.86996055 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -49.845068°
  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 58132 KachelY 86532 -0.35492480 -0.86996055 -20.335693 -49.845068
    Oben rechts KachelX + 1 58133 KachelY 86532 -0.35487687 -0.86996055 -20.332947 -49.845068
    Unten links KachelX 58132 KachelY + 1 86533 -0.35492480 -0.86999146 -20.335693 -49.846839
    Unten rechts KachelX + 1 58133 KachelY + 1 86533 -0.35487687 -0.86999146 -20.332947 -49.846839
  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(-0.86996055--0.86999146) × R
    3.09099999999951e-05 × 6371000     		dl = 196.927609999969m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.86996055--0.86999146) × R
    3.09099999999951e-05 × 6371000     		dr = 196.927609999969m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35492480--0.35487687) × cos(-0.86996055) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.644856699514786 × 6371000     		do = 196.914750822828m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35492480--0.35487687) × cos(-0.86999146) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.644833074585609 × 6371000     		du = 196.907536666496m
  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(-0.86996055)-sin(-0.86999146))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.644856699514786-0.644833074585609)×R²
    abs(-0.35487687--0.35492480)×2.36249291772905e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.36249291772905e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.36249291772905e-05×40589641000000     		ar = 38777.2409232039m²