Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58160 / 39053
↖ ↑ ↗
← N 58.612626°
W 20.258789°		 ← 159.07 m → N 58.612626°
W 20.256042°		 →
↑
159.08 m
↓
↑
159.08 m
↓
N 58.611195°
W 20.258789°		 ← 159.08 m →
25 306 m²		 N 58.611195°
W 20.256042°
↙ ↓ ↘

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 58160 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 39053 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443729400634766 y=0.297954559326172 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443729400634766 × 217)
    floor (0.443729400634766 × 131072)
    floor (58160.5)     		tx = 58160
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.297954559326172 × 217)
    floor (0.297954559326172 × 131072)
    floor (39053.5)     		ty = 39053
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58160 / 39053 ti = "17/58160/39053"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58160/39053.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58160 ÷ 217
    58160 ÷ 131072     		x = 0.4437255859375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 39053 ÷ 217
    39053 ÷ 131072     		y = 0.297950744628906
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4437255859375 × 2 - 1) × π
    -0.112548828125 × 3.1415926535     		Λ = -0.35358257
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.297950744628906 × 2 - 1) × π
    0.404098510742188 × 3.1415926535     		Φ = 1.26951291263795
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35358257} λ = -0.35358257}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.26951291263795))-π/2
    2×atan(3.55911853841912)-π/2
    2×1.29688981128535-π/2
    2.5937796225707-1.57079632675     		φ = 1.02298330
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35358257} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.258789°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.02298330 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 58.612626°
  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 58160 KachelY 39053 -0.35358257 1.02298330 -20.258789 58.612626
    Oben rechts KachelX + 1 58161 KachelY 39053 -0.35353463 1.02298330 -20.256042 58.612626
    Unten links KachelX 58160 KachelY + 1 39054 -0.35358257 1.02295833 -20.258789 58.611195
    Unten rechts KachelX + 1 58161 KachelY + 1 39054 -0.35353463 1.02295833 -20.256042 58.611195
  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(1.02298330-1.02295833) × R
    2.4969999999902e-05 × 6371000     		dl = 159.083869999376m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.02298330-1.02295833) × R
    2.4969999999902e-05 × 6371000     		dr = 159.083869999376m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35358257--0.35353463) × cos(1.02298330) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.520821532163173 × 6371000     		do = 159.072301868766m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35358257--0.35353463) × cos(1.02295833) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.52084284803047 × 6371000     		du = 159.07881228331m
  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(1.02298330)-sin(1.02295833))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.520821532163173-0.52084284803047)×R²
    abs(-0.35353463--0.35358257)×2.13158672979219e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.13158672979219e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.13158672979219e-05×40589641000000     		ar = 25306.3552432079m²