Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 80540 / 19053
↖ ↑ ↗
← N 77.703989°
E 41.209717°		 ← 65.04 m → N 77.703989°
E 41.212463°		 →
↑
65.05 m
↓
↑
65.05 m
↓
N 77.703404°
E 41.209717°		 ← 65.05 m →
4 231 m²		 N 77.703404°
E 41.212463°
↙ ↓ ↘

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 80540 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19053 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.614475250244141 y=0.145366668701172 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.614475250244141 × 217)
    floor (0.614475250244141 × 131072)
    floor (80540.5)     		tx = 80540
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.145366668701172 × 217)
    floor (0.145366668701172 × 131072)
    floor (19053.5)     		ty = 19053
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 80540 / 19053 ti = "17/80540/19053"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/80540/19053.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 80540 ÷ 217
    80540 ÷ 131072     		x = 0.614471435546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19053 ÷ 217
    19053 ÷ 131072     		y = 0.145362854003906
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.614471435546875 × 2 - 1) × π
    0.22894287109375 × 3.1415926535     		Λ = 0.71924524
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.145362854003906 × 2 - 1) × π
    0.709274291992188 × 3.1415926535     		Φ = 2.22825090503907
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.71924524} λ = 0.71924524}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.22825090503907))-π/2
    2×atan(9.28361394799068)-π/2
    2×1.46349338608205-π/2
    2.92698677216411-1.57079632675     		φ = 1.35619045
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.71924524} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 41.209717°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35619045 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.703989°
  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 80540 KachelY 19053 0.71924524 1.35619045 41.209717 77.703989
    Oben rechts KachelX + 1 80541 KachelY 19053 0.71929318 1.35619045 41.212463 77.703989
    Unten links KachelX 80540 KachelY + 1 19054 0.71924524 1.35618024 41.209717 77.703404
    Unten rechts KachelX + 1 80541 KachelY + 1 19054 0.71929318 1.35618024 41.212463 77.703404
  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(1.35619045-1.35618024) × R
    1.02099999998995e-05 × 6371000     		dl = 65.0479099993595m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35619045-1.35618024) × R
    1.02099999998995e-05 × 6371000     		dr = 65.0479099993595m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.71924524-0.71929318) × cos(1.35619045) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.212962362672997 × 6371000     		do = 65.0441872115059m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.71924524-0.71929318) × cos(1.35618024) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.212972338448617 × 6371000     		du = 65.0472340701565m
  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(1.35619045)-sin(1.35618024))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.212962362672997-0.212972338448617)×R²
    abs(0.71929318-0.71924524)×9.9757756194252e-06×R²
    4.79399999999686e-05×9.9757756194252e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×9.9757756194252e-06×40589641000000     		ar = 4231.0875317765m²