Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58931 / 40451
↖ ↑ ↗
← N 56.554942°
W 18.141174°		 ← 168.30 m → N 56.554942°
W 18.138428°		 →
↑
168.32 m
↓
↑
168.32 m
↓
N 56.553428°
W 18.141174°		 ← 168.30 m →
28 329 m²		 N 56.553428°
W 18.138428°
↙ ↓ ↘

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 58931 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 40451 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.449611663818359 y=0.308620452880859 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.449611663818359 × 217)
    floor (0.449611663818359 × 131072)
    floor (58931.5)     		tx = 58931
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.308620452880859 × 217)
    floor (0.308620452880859 × 131072)
    floor (40451.5)     		ty = 40451
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58931 / 40451 ti = "17/58931/40451"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58931/40451.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58931 ÷ 217
    58931 ÷ 131072     		x = 0.449607849121094
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 40451 ÷ 217
    40451 ÷ 131072     		y = 0.308616638183594
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.449607849121094 × 2 - 1) × π
    -0.100784301757812 × 3.1415926535     		Λ = -0.31662322
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.308616638183594 × 2 - 1) × π
    0.382766723632812 × 3.1415926535     		Φ = 1.20249712696911
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.31662322} λ = -0.31662322}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.20249712696911))-π/2
    2×atan(3.32841803639874)-π/2
    2×1.27893313234205-π/2
    2.55786626468411-1.57079632675     		φ = 0.98706994
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.31662322} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.141174°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.98706994 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 56.554942°
  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 58931 KachelY 40451 -0.31662322 0.98706994 -18.141174 56.554942
    Oben rechts KachelX + 1 58932 KachelY 40451 -0.31657529 0.98706994 -18.138428 56.554942
    Unten links KachelX 58931 KachelY + 1 40452 -0.31662322 0.98704352 -18.141174 56.553428
    Unten rechts KachelX + 1 58932 KachelY + 1 40452 -0.31657529 0.98704352 -18.138428 56.553428
  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(0.98706994-0.98704352) × R
    2.64200000000825e-05 × 6371000     		dl = 168.321820000526m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.98706994-0.98704352) × R
    2.64200000000825e-05 × 6371000     		dr = 168.321820000526m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.31662322--0.31657529) × cos(0.98706994) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.551137108036799 × 6371000     		do = 168.296346118354m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.31662322--0.31657529) × cos(0.98704352) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.551159153080764 × 6371000     		du = 168.303077837731m
  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(0.98706994)-sin(0.98704352))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.551137108036799-0.551159153080764)×R²
    abs(-0.31657529--0.31662322)×2.2045043965857e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.2045043965857e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.2045043965857e-05×40589641000000     		ar = 28328.5138272853m²