Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58738 / 86003
↖ ↑ ↗
← S 48.899033°
W 18.671264°		 ← 200.74 m → S 48.899033°
W 18.668518°		 →
↑
200.75 m
↓
↑
200.75 m
↓
S 48.900838°
W 18.671264°		 ← 200.73 m →
40 298 m²		 S 48.900838°
W 18.668518°
↙ ↓ ↘

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 58738 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86003 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.448139190673828 y=0.656154632568359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.448139190673828 × 217)
    floor (0.448139190673828 × 131072)
    floor (58738.5)     		tx = 58738
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.656154632568359 × 217)
    floor (0.656154632568359 × 131072)
    floor (86003.5)     		ty = 86003
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58738 / 86003 ti = "17/58738/86003"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58738/86003.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58738 ÷ 217
    58738 ÷ 131072     		x = 0.448135375976562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86003 ÷ 217
    86003 ÷ 131072     		y = 0.656150817871094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.448135375976562 × 2 - 1) × π
    -0.103729248046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.32587504
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.656150817871094 × 2 - 1) × π
    -0.312301635742188 × 3.1415926535     		Φ = -0.981124524523689
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.32587504} λ = -0.32587504}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.981124524523689))-π/2
    2×atan(0.374889289528642)-π/2
    2×0.358673605502754-π/2
    0.717347211005509-1.57079632675     		φ = -0.85344912
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.32587504} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.671264°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.85344912 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -48.899033°
  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 58738 KachelY 86003 -0.32587504 -0.85344912 -18.671264 -48.899033
    Oben rechts KachelX + 1 58739 KachelY 86003 -0.32582711 -0.85344912 -18.668518 -48.899033
    Unten links KachelX 58738 KachelY + 1 86004 -0.32587504 -0.85348063 -18.671264 -48.900838
    Unten rechts KachelX + 1 58739 KachelY + 1 86004 -0.32582711 -0.85348063 -18.668518 -48.900838
  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(-0.85344912--0.85348063) × R
    3.15100000000124e-05 × 6371000     		dl = 200.750210000079m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.85344912--0.85348063) × R
    3.15100000000124e-05 × 6371000     		dr = 200.750210000079m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.32587504--0.32582711) × cos(-0.85344912) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.657387969034432 × 6371000     		do = 200.741324722054m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.32587504--0.32582711) × cos(-0.85348063) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.657364224275333 × 6371000     		du = 200.734073974214m
  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(-0.85344912)-sin(-0.85348063))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.657387969034432-0.657364224275333)×R²
    abs(-0.32582711--0.32587504)×2.37447590997197e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.37447590997197e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.37447590997197e-05×40589641000000     		ar = 40298.1353025274m²