Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 59593 / 38589
↖ ↑ ↗
← N 59.270091°
W 16.322937°		 ← 156.04 m → N 59.270091°
W 16.320191°		 →
↑
156.03 m
↓
↑
156.03 m
↓
N 59.268688°
W 16.322937°		 ← 156.04 m →
24 346 m²		 N 59.268688°
W 16.320191°
↙ ↓ ↘

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 59593 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38589 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.454662322998047 y=0.294414520263672 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.454662322998047 × 217)
    floor (0.454662322998047 × 131072)
    floor (59593.5)     		tx = 59593
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.294414520263672 × 217)
    floor (0.294414520263672 × 131072)
    floor (38589.5)     		ty = 38589
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 59593 / 38589 ti = "17/59593/38589"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/59593/38589.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 59593 ÷ 217
    59593 ÷ 131072     		x = 0.454658508300781
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38589 ÷ 217
    38589 ÷ 131072     		y = 0.294410705566406
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.454658508300781 × 2 - 1) × π
    -0.0906829833984375 × 3.1415926535     		Λ = -0.28488899
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.294410705566406 × 2 - 1) × π
    0.411178588867188 × 3.1415926535     		Φ = 1.29175563406165
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.28488899} λ = -0.28488899}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.29175563406165))-π/2
    2×atan(3.63917000142652)-π/2
    2×1.30262728422404-π/2
    2.60525456844808-1.57079632675     		φ = 1.03445824
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.28488899} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -16.322937°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03445824 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.270091°
  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 59593 KachelY 38589 -0.28488899 1.03445824 -16.322937 59.270091
    Oben rechts KachelX + 1 59594 KachelY 38589 -0.28484106 1.03445824 -16.320191 59.270091
    Unten links KachelX 59593 KachelY + 1 38590 -0.28488899 1.03443375 -16.322937 59.268688
    Unten rechts KachelX + 1 59594 KachelY + 1 38590 -0.28484106 1.03443375 -16.320191 59.268688
  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(1.03445824-1.03443375) × R
    2.44899999999326e-05 × 6371000     		dl = 156.025789999571m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03445824-1.03443375) × R
    2.44899999999326e-05 × 6371000     		dr = 156.025789999571m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.28488899--0.28484106) × cos(1.03445824) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.510991696749012 × 6371000     		do = 156.037461832518m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.28488899--0.28484106) × cos(1.03443375) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.511012747848287 × 6371000     		du = 156.043890038927m
  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(1.03445824)-sin(1.03443375))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.510991696749012-0.511012747848287)×R²
    abs(-0.28484106--0.28488899)×2.10510992755264e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.10510992755264e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.10510992755264e-05×40589641000000     		ar = 24346.3697360426m²