Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 74414 / 53610
↖ ↑ ↗
← N 31.104685°
E 24.384155°		 ← 261.51 m → N 31.104685°
E 24.386902°		 →
↑
261.47 m
↓
↑
261.47 m
↓
N 31.102334°
E 24.384155°		 ← 261.52 m →
68 378 m²		 N 31.102334°
E 24.386902°
↙ ↓ ↘

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 74414 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 53610 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.567737579345703 y=0.409015655517578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.567737579345703 × 217)
    floor (0.567737579345703 × 131072)
    floor (74414.5)     		tx = 74414
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.409015655517578 × 217)
    floor (0.409015655517578 × 131072)
    floor (53610.5)     		ty = 53610
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 74414 / 53610 ti = "17/74414/53610"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/74414/53610.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 74414 ÷ 217
    74414 ÷ 131072     		x = 0.567733764648438
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 53610 ÷ 217
    53610 ÷ 131072     		y = 0.409011840820312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.567733764648438 × 2 - 1) × π
    0.135467529296875 × 3.1415926535     		Λ = 0.42558379
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.409011840820312 × 2 - 1) × π
    0.181976318359375 × 3.1415926535     		Φ = 0.57169546486879
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.42558379} λ = 0.42558379}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.57169546486879))-π/2
    2×atan(1.77126762906627)-π/2
    2×1.05683774897683-π/2
    2.11367549795365-1.57079632675     		φ = 0.54287917
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.42558379} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.384155°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.54287917 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 31.104685°
  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 74414 KachelY 53610 0.42558379 0.54287917 24.384155 31.104685
    Oben rechts KachelX + 1 74415 KachelY 53610 0.42563173 0.54287917 24.386902 31.104685
    Unten links KachelX 74414 KachelY + 1 53611 0.42558379 0.54283813 24.384155 31.102334
    Unten rechts KachelX + 1 74415 KachelY + 1 53611 0.42563173 0.54283813 24.386902 31.102334
  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(0.54287917-0.54283813) × R
    4.10399999999367e-05 × 6371000     		dl = 261.465839999597m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.54287917-0.54283813) × R
    4.10399999999367e-05 × 6371000     		dr = 261.465839999597m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.42558379-0.42563173) × cos(0.54287917) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.856224843448886 × 6371000     		do = 261.513106416589m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.42558379-0.42563173) × cos(0.54283813) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.856246044129152 × 6371000     		du = 261.519581650047m
  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(0.54287917)-sin(0.54283813))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.856224843448886-0.856246044129152)×R²
    abs(0.42563173-0.42558379)×2.12006802663423e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.12006802663423e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.12006802663423e-05×40589641000000     		ar = 68377.5905760362m²