Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 73988 / 57342
↖ ↑ ↗
← N 21.948141°
E 23.214112°		 ← 283.23 m → N 21.948141°
E 23.216858°		 →
↑
283.25 m
↓
↑
283.25 m
↓
N 21.945593°
E 23.214112°		 ← 283.24 m →
80 227 m²		 N 21.945593°
E 23.216858°
↙ ↓ ↘

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 73988 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 57342 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.564487457275391 y=0.437488555908203 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.564487457275391 × 217)
    floor (0.564487457275391 × 131072)
    floor (73988.5)     		tx = 73988
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.437488555908203 × 217)
    floor (0.437488555908203 × 131072)
    floor (57342.5)     		ty = 57342
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 73988 / 57342 ti = "17/73988/57342"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/73988/57342.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 73988 ÷ 217
    73988 ÷ 131072     		x = 0.564483642578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 57342 ÷ 217
    57342 ÷ 131072     		y = 0.437484741210938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.564483642578125 × 2 - 1) × π
    0.12896728515625 × 3.1415926535     		Λ = 0.40516268
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.437484741210938 × 2 - 1) × π
    0.125030517578125 × 3.1415926535     		Φ = 0.39279495548674
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.40516268} λ = 0.40516268}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.39279495548674))-π/2
    2×atan(1.48111466375639)-π/2
    2×0.97693182298037-π/2
    1.95386364596074-1.57079632675     		φ = 0.38306732
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.40516268} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 23.214112°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.38306732 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.948141°
  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 73988 KachelY 57342 0.40516268 0.38306732 23.214112 21.948141
    Oben rechts KachelX + 1 73989 KachelY 57342 0.40521061 0.38306732 23.216858 21.948141
    Unten links KachelX 73988 KachelY + 1 57343 0.40516268 0.38302286 23.214112 21.945593
    Unten rechts KachelX + 1 73989 KachelY + 1 57343 0.40521061 0.38302286 23.216858 21.945593
  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(0.38306732-0.38302286) × R
    4.44599999999684e-05 × 6371000     		dl = 283.254659999799m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.38306732-0.38302286) × R
    4.44599999999684e-05 × 6371000     		dr = 283.254659999799m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.40516268-0.40521061) × cos(0.38306732) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.927522536941428 × 6371000     		do = 283.230164751358m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.40516268-0.40521061) × cos(0.38302286) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.927539153715829 × 6371000     		du = 283.235238883321m
  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(0.38306732)-sin(0.38302286))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.927522536941428-0.927539153715829)×R²
    abs(0.40521061-0.40516268)×1.66167744013457e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.66167744013457e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.66167744013457e-05×40589641000000     		ar = 80226.9826672731m²