Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68884 / 43978
↖ ↑ ↗
← N 50.830228°
E  9.195557°		 ← 192.91 m → N 50.830228°
E  9.198303°		 →
↑
192.91 m
↓
↑
192.91 m
↓
N 50.828493°
E  9.195557°		 ← 192.92 m →
37 216 m²		 N 50.828493°
E  9.198303°
↙ ↓ ↘

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 68884 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43978 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.525547027587891 y=0.335529327392578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.525547027587891 × 217)
    floor (0.525547027587891 × 131072)
    floor (68884.5)     		tx = 68884
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.335529327392578 × 217)
    floor (0.335529327392578 × 131072)
    floor (43978.5)     		ty = 43978
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68884 / 43978 ti = "17/68884/43978"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68884/43978.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68884 ÷ 217
    68884 ÷ 131072     		x = 0.525543212890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43978 ÷ 217
    43978 ÷ 131072     		y = 0.335525512695312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.525543212890625 × 2 - 1) × π
    0.05108642578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.16049274
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.335525512695312 × 2 - 1) × π
    0.328948974609375 × 3.1415926535     		Φ = 1.03342368200917
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.16049274} λ = 0.16049274}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.03342368200917))-π/2
    2×atan(2.81067222863937)-π/2
    2×1.22897558425218-π/2
    2.45795116850435-1.57079632675     		φ = 0.88715484
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.16049274} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 9.195557°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.88715484 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.830228°
  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 68884 KachelY 43978 0.16049274 0.88715484 9.195557 50.830228
    Oben rechts KachelX + 1 68885 KachelY 43978 0.16054068 0.88715484 9.198303 50.830228
    Unten links KachelX 68884 KachelY + 1 43979 0.16049274 0.88712456 9.195557 50.828493
    Unten rechts KachelX + 1 68885 KachelY + 1 43979 0.16054068 0.88712456 9.198303 50.828493
  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(0.88715484-0.88712456) × R
    3.02800000000492e-05 × 6371000     		dl = 192.913880000313m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.88715484-0.88712456) × R
    3.02800000000492e-05 × 6371000     		dr = 192.913880000313m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.16049274-0.16054068) × cos(0.88715484) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.631620369520914 × 6371000     		do = 192.913118759984m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.16049274-0.16054068) × cos(0.88712456) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.631643844643948 × 6371000     		du = 192.920288666808m
  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(0.88715484)-sin(0.88712456))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.631620369520914-0.631643844643948)×R²
    abs(0.16054068-0.16049274)×2.34751230339114e-05×R²
    4.79399999999963e-05×2.34751230339114e-05×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.34751230339114e-05×40589641000000     		ar = 37216.3098329977m²