Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 75438 / 57933
↖ ↑ ↗
← N 20.434734°
E 27.196655°		 ← 286.21 m → N 20.434734°
E 27.199402°		 →
↑
286.19 m
↓
↑
286.19 m
↓
N 20.432160°
E 27.196655°		 ← 286.21 m →
81 908 m²		 N 20.432160°
E 27.199402°
↙ ↓ ↘

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 75438 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 57933 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.575550079345703 y=0.441997528076172 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.575550079345703 × 217)
    floor (0.575550079345703 × 131072)
    floor (75438.5)     		tx = 75438
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.441997528076172 × 217)
    floor (0.441997528076172 × 131072)
    floor (57933.5)     		ty = 57933
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 75438 / 57933 ti = "17/75438/57933"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/75438/57933.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 75438 ÷ 217
    75438 ÷ 131072     		x = 0.575546264648438
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 57933 ÷ 217
    57933 ÷ 131072     		y = 0.441993713378906
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.575546264648438 × 2 - 1) × π
    0.151092529296875 × 3.1415926535     		Λ = 0.47467118
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.441993713378906 × 2 - 1) × π
    0.116012573242188 × 3.1415926535     		Φ = 0.364464247811287
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.47467118} λ = 0.47467118}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.364464247811287))-π/2
    2×atan(1.43974245631523)-π/2
    2×0.963724860443915-π/2
    1.92744972088783-1.57079632675     		φ = 0.35665339
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.47467118} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 27.196655°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.35665339 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 20.434734°
  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 75438 KachelY 57933 0.47467118 0.35665339 27.196655 20.434734
    Oben rechts KachelX + 1 75439 KachelY 57933 0.47471912 0.35665339 27.199402 20.434734
    Unten links KachelX 75438 KachelY + 1 57934 0.47467118 0.35660847 27.196655 20.432160
    Unten rechts KachelX + 1 75439 KachelY + 1 57934 0.47471912 0.35660847 27.199402 20.432160
  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(0.35665339-0.35660847) × R
    4.49200000000038e-05 × 6371000     		dl = 286.185320000024m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.35665339-0.35660847) × R
    4.49200000000038e-05 × 6371000     		dr = 286.185320000024m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.47467118-0.47471912) × cos(0.35665339) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.937070505026112 × 6371000     		do = 286.205452429586m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.47467118-0.47471912) × cos(0.35660847) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.937086187457792 × 6371000     		du = 286.210242247887m
  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(0.35665339)-sin(0.35660847))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.937070505026112-0.937086187457792)×R²
    abs(0.47471912-0.47467118)×1.5682431680486e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.5682431680486e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.5682431680486e-05×40589641000000     		ar = 81908.484390942m²