Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 67862 / 45006
↖ ↑ ↗
← N 49.012654°
E  6.388550°		 ← 200.33 m → N 49.012654°
E  6.391297°		 →
↑
200.37 m
↓
↑
200.37 m
↓
N 49.010852°
E  6.388550°		 ← 200.33 m →
40 140 m²		 N 49.010852°
E  6.391297°
↙ ↓ ↘

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 67862 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 45006 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.517749786376953 y=0.343372344970703 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.517749786376953 × 217)
    floor (0.517749786376953 × 131072)
    floor (67862.5)     		tx = 67862
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.343372344970703 × 217)
    floor (0.343372344970703 × 131072)
    floor (45006.5)     		ty = 45006
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 67862 / 45006 ti = "17/67862/45006"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/67862/45006.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 67862 ÷ 217
    67862 ÷ 131072     		x = 0.517745971679688
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 45006 ÷ 217
    45006 ÷ 131072     		y = 0.343368530273438
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.517745971679688 × 2 - 1) × π
    0.035491943359375 × 3.1415926535     		Λ = 0.11150123
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.343368530273438 × 2 - 1) × π
    0.313262939453125 × 3.1415926535     		Φ = 0.984144549199753
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.11150123} λ = 0.11150123}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.984144549199753))-π/2
    2×atan(2.67552212762839)-π/2
    2×1.21311425592139-π/2
    2.42622851184278-1.57079632675     		φ = 0.85543219
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.11150123} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 6.388550°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.85543219 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.012654°
  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 67862 KachelY 45006 0.11150123 0.85543219 6.388550 49.012654
    Oben rechts KachelX + 1 67863 KachelY 45006 0.11154917 0.85543219 6.391297 49.012654
    Unten links KachelX 67862 KachelY + 1 45007 0.11150123 0.85540074 6.388550 49.010852
    Unten rechts KachelX + 1 67863 KachelY + 1 45007 0.11154917 0.85540074 6.391297 49.010852
  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(0.85543219-0.85540074) × R
    3.14500000000439e-05 × 6371000     		dl = 200.36795000028m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.85543219-0.85540074) × R
    3.14500000000439e-05 × 6371000     		dr = 200.36795000028m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.11150123-0.11154917) × cos(0.85543219) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.655892330457773 × 6371000     		do = 200.326400390375m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.11150123-0.11154917) × cos(0.85540074) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.655916070306061 × 6371000     		du = 200.333651151105m
  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(0.85543219)-sin(0.85540074))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.655892330457773-0.655916070306061)×R²
    abs(0.11154917-0.11150123)×2.37398482879625e-05×R²
    4.79399999999963e-05×2.37398482879625e-05×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.37398482879625e-05×40589641000000     		ar = 40139.7165903938m²