Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 80109 / 83869
↖ ↑ ↗
← S 44.896741°
E 40.025940°		 ← 216.36 m → S 44.896741°
E 40.028687°		 →
↑
216.36 m
↓
↑
216.36 m
↓
S 44.898687°
E 40.025940°		 ← 216.35 m →
46 810 m²		 S 44.898687°
E 40.028687°
↙ ↓ ↘

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 80109 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 83869 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.611186981201172 y=0.639873504638672 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.611186981201172 × 217)
    floor (0.611186981201172 × 131072)
    floor (80109.5)     		tx = 80109
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.639873504638672 × 217)
    floor (0.639873504638672 × 131072)
    floor (83869.5)     		ty = 83869
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 80109 / 83869 ti = "17/80109/83869"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/80109/83869.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 80109 ÷ 217
    80109 ÷ 131072     		x = 0.611183166503906
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 83869 ÷ 217
    83869 ÷ 131072     		y = 0.639869689941406
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.611183166503906 × 2 - 1) × π
    0.222366333007812 × 3.1415926535     		Λ = 0.69858444
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.639869689941406 × 2 - 1) × π
    -0.279739379882812 × 3.1415926535     		Φ = -0.87882718073449
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.69858444} λ = 0.69858444}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.87882718073449))-π/2
    2×atan(0.415269662450952)-π/2
    2×0.393600182796877-π/2
    0.787200365593754-1.57079632675     		φ = -0.78359596
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.69858444} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 40.025940°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.78359596 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -44.896741°
  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 80109 KachelY 83869 0.69858444 -0.78359596 40.025940 -44.896741
    Oben rechts KachelX + 1 80110 KachelY 83869 0.69863238 -0.78359596 40.028687 -44.896741
    Unten links KachelX 80109 KachelY + 1 83870 0.69858444 -0.78362992 40.025940 -44.898687
    Unten rechts KachelX + 1 80110 KachelY + 1 83870 0.69863238 -0.78362992 40.028687 -44.898687
  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(-0.78359596--0.78362992) × R
    3.39599999999995e-05 × 6371000     		dl = 216.359159999997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.78359596--0.78362992) × R
    3.39599999999995e-05 × 6371000     		dr = 216.359159999997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.69858444-0.69863238) × cos(-0.78359596) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.708379982421268 × 6371000     		do = 216.357480332562m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.69858444-0.69863238) × cos(-0.78362992) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.70835601198241 × 6371000     		du = 216.350159143536m
  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(-0.78359596)-sin(-0.78362992))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.708379982421268-0.70835601198241)×R²
    abs(0.69863238-0.69858444)×2.39704388574902e-05×R²
    4.79400000000796e-05×2.39704388574902e-05×6371000²
    4.79400000000796e-05×2.39704388574902e-05×40589641000000     		ar = 46810.1307059779m²