Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 62157 / 39500
↖ ↑ ↗
← N 57.967331°
W  9.280700°		 ← 161.96 m → N 57.967331°
W  9.277954°		 →
↑
162.01 m
↓
↑
162.01 m
↓
N 57.965874°
W  9.280700°		 ← 161.97 m →
26 241 m²		 N 57.965874°
W  9.277954°
↙ ↓ ↘

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 62157 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 39500 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.474224090576172 y=0.301364898681641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.474224090576172 × 217)
    floor (0.474224090576172 × 131072)
    floor (62157.5)     		tx = 62157
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.301364898681641 × 217)
    floor (0.301364898681641 × 131072)
    floor (39500.5)     		ty = 39500
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 62157 / 39500 ti = "17/62157/39500"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/62157/39500.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 62157 ÷ 217
    62157 ÷ 131072     		x = 0.474220275878906
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 39500 ÷ 217
    39500 ÷ 131072     		y = 0.301361083984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.474220275878906 × 2 - 1) × π
    -0.0515594482421875 × 3.1415926535     		Λ = -0.16197878
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.301361083984375 × 2 - 1) × π
    0.39727783203125 × 3.1415926535     		Φ = 1.24808511850778
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.16197878} λ = -0.16197878}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.24808511850778))-π/2
    2×atan(3.48366575939292)-π/2
    2×1.29125855344546-π/2
    2.58251710689092-1.57079632675     		φ = 1.01172078
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.16197878} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -9.280700°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.01172078 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 57.967331°
  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 62157 KachelY 39500 -0.16197878 1.01172078 -9.280700 57.967331
    Oben rechts KachelX + 1 62158 KachelY 39500 -0.16193085 1.01172078 -9.277954 57.967331
    Unten links KachelX 62157 KachelY + 1 39501 -0.16197878 1.01169535 -9.280700 57.965874
    Unten rechts KachelX + 1 62158 KachelY + 1 39501 -0.16193085 1.01169535 -9.277954 57.965874
  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(1.01172078-1.01169535) × R
    2.5429999999993e-05 × 6371000     		dl = 162.014529999955m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.01172078-1.01169535) × R
    2.5429999999993e-05 × 6371000     		dr = 162.014529999955m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.16197878--0.16193085) × cos(1.01172078) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.530402723350037 × 6371000     		do = 161.964852319701m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.16197878--0.16193085) × cos(1.01169535) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.530424281354371 × 6371000     		du = 161.971435315667m
  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(1.01172078)-sin(1.01169535))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.530402723350037-0.530424281354371)×R²
    abs(-0.16193085--0.16197878)×2.15580043346764e-05×R²
    4.79300000000016e-05×2.15580043346764e-05×6371000²
    4.79300000000016e-05×2.15580043346764e-05×40589641000000     		ar = 26241.1926969741m²