Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58171 / 28229
↖ ↑ ↗
← N 71.012492°
W 20.228577°		 ← 99.37 m → N 71.012492°
W 20.225830°		 →
↑
99.39 m
↓
↑
99.39 m
↓
N 71.011598°
W 20.228577°		 ← 99.38 m →
9 877 m²		 N 71.011598°
W 20.225830°
↙ ↓ ↘

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 58171 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 28229 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443813323974609 y=0.215373992919922 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443813323974609 × 217)
    floor (0.443813323974609 × 131072)
    floor (58171.5)     		tx = 58171
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.215373992919922 × 217)
    floor (0.215373992919922 × 131072)
    floor (28229.5)     		ty = 28229
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58171 / 28229 ti = "17/58171/28229"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58171/28229.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58171 ÷ 217
    58171 ÷ 131072     		x = 0.443809509277344
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 28229 ÷ 217
    28229 ÷ 131072     		y = 0.215370178222656
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443809509277344 × 2 - 1) × π
    -0.112380981445312 × 3.1415926535     		Λ = -0.35305527
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.215370178222656 × 2 - 1) × π
    0.569259643554688 × 3.1415926535     		Φ = 1.78838191412543
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35305527} λ = -0.35305527}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.78838191412543))-π/2
    2×atan(5.97976885452147)-π/2
    2×1.40509906195429-π/2
    2.81019812390858-1.57079632675     		φ = 1.23940180
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35305527} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.228577°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.23940180 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 71.012492°
  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 58171 KachelY 28229 -0.35305527 1.23940180 -20.228577 71.012492
    Oben rechts KachelX + 1 58172 KachelY 28229 -0.35300733 1.23940180 -20.225830 71.012492
    Unten links KachelX 58171 KachelY + 1 28230 -0.35305527 1.23938620 -20.228577 71.011598
    Unten rechts KachelX + 1 58172 KachelY + 1 28230 -0.35300733 1.23938620 -20.225830 71.011598
  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(1.23940180-1.23938620) × R
    1.56000000000045e-05 × 6371000     		dl = 99.3876000000287m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.23940180-1.23938620) × R
    1.56000000000045e-05 × 6371000     		dr = 99.3876000000287m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35305527--0.35300733) × cos(1.23940180) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.325361994280429 × 6371000     		do = 99.3739278709105m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35305527--0.35300733) × cos(1.23938620) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.325376745437617 × 6371000     		du = 99.3784332540106m
  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(1.23940180)-sin(1.23938620))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.325361994280429-0.325376745437617)×R²
    abs(-0.35300733--0.35305527)×1.47511571881309e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.47511571881309e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.47511571881309e-05×40589641000000     		ar = 9876.76008368615m²