Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 6020 / 7300
↖ ↑ ↗
← N 19.228177°
W 47.724610°		 ← 2 306.98 m → N 19.228177°
W 47.702637°		 →
↑
2 307.07 m
↓
↑
2 307.07 m
↓
N 19.207429°
W 47.724610°		 ← 2 307.27 m →
5 322 690 m²		 N 19.207429°
W 47.702637°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 6020 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 7300 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.367462158203125 y=0.445587158203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.367462158203125 × 214)
    floor (0.367462158203125 × 16384)
    floor (6020.5)     		tx = 6020
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.445587158203125 × 214)
    floor (0.445587158203125 × 16384)
    floor (7300.5)     		ty = 7300
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 6020 / 7300 ti = "14/6020/7300"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/6020/7300.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 6020 ÷ 214
    6020 ÷ 16384     		x = 0.367431640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 7300 ÷ 214
    7300 ÷ 16384     		y = 0.445556640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.367431640625 × 2 - 1) × π
    -0.26513671875 × 3.1415926535     		Λ = -0.83295157
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.445556640625 × 2 - 1) × π
    0.10888671875 × 3.1415926535     		Φ = 0.342077715688721
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.83295157} λ = -0.83295157}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.342077715688721))-π/2
    2×atan(1.40786970682653)-π/2
    2×0.953195660007534-π/2
    1.90639132001507-1.57079632675     		φ = 0.33559499
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.83295157} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -47.724610°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.33559499 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 19.228177°
  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 6020 KachelY 7300 -0.83295157 0.33559499 -47.724610 19.228177
    Oben rechts KachelX + 1 6021 KachelY 7300 -0.83256807 0.33559499 -47.702637 19.228177
    Unten links KachelX 6020 KachelY + 1 7301 -0.83295157 0.33523287 -47.724610 19.207429
    Unten rechts KachelX + 1 6021 KachelY + 1 7301 -0.83256807 0.33523287 -47.702637 19.207429
  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(0.33559499-0.33523287) × R
    0.000362119999999966 × 6371000     		dl = 2307.06651999978m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.33559499-0.33523287) × R
    0.000362119999999966 × 6371000     		dr = 2307.06651999978m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.83295157--0.83256807) × cos(0.33559499) × R
    0.000383499999999981 × 0.944214528108996 × 6371000     		do = 2306.97905591624m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.83295157--0.83256807) × cos(0.33523287) × R
    0.000383499999999981 × 0.944333723549799 × 6371000     		du = 2307.27028357405m
  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(0.33559499)-sin(0.33523287))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.944214528108996-0.944333723549799)×R²
    abs(-0.83256807--0.83295157)×0.00011919544080341×R²
    0.000383499999999981×0.00011919544080341×6371000²
    0.000383499999999981×0.00011919544080341×40589641000000     		ar = 5322690.1411986m²