Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83692 / 19950
↖ ↑ ↗
← N 77.168147°
E 49.866943°		 ← 67.83 m → N 77.168147°
E 49.869690°		 →
↑
67.79 m
↓
↑
67.79 m
↓
N 77.167537°
E 49.866943°		 ← 67.84 m →
4 598 m²		 N 77.167537°
E 49.869690°
↙ ↓ ↘

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 83692 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19950 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.638523101806641 y=0.152210235595703 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.638523101806641 × 217)
    floor (0.638523101806641 × 131072)
    floor (83692.5)     		tx = 83692
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.152210235595703 × 217)
    floor (0.152210235595703 × 131072)
    floor (19950.5)     		ty = 19950
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83692 / 19950 ti = "17/83692/19950"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83692/19950.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83692 ÷ 217
    83692 ÷ 131072     		x = 0.638519287109375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19950 ÷ 217
    19950 ÷ 131072     		y = 0.152206420898438
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.638519287109375 × 2 - 1) × π
    0.27703857421875 × 3.1415926535     		Λ = 0.87034235
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.152206420898438 × 2 - 1) × π
    0.695587158203125 × 3.1415926535     		Φ = 2.18525150607988
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.87034235} λ = 0.87034235}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.18525150607988))-π/2
    2×atan(8.89288488675055)-π/2
    2×1.4588172844739-π/2
    2.91763456894781-1.57079632675     		φ = 1.34683824
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.87034235} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.866943°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34683824 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.168147°
  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 83692 KachelY 19950 0.87034235 1.34683824 49.866943 77.168147
    Oben rechts KachelX + 1 83693 KachelY 19950 0.87039029 1.34683824 49.869690 77.168147
    Unten links KachelX 83692 KachelY + 1 19951 0.87034235 1.34682760 49.866943 77.167537
    Unten rechts KachelX + 1 83693 KachelY + 1 19951 0.87039029 1.34682760 49.869690 77.167537
  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(1.34683824-1.34682760) × R
    1.06400000001727e-05 × 6371000     		dl = 67.7874400011005m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34683824-1.34682760) × R
    1.06400000001727e-05 × 6371000     		dr = 67.7874400011005m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.87034235-0.87039029) × cos(1.34683824) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.222090590362855 × 6371000     		do = 67.8321829085675m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.87034235-0.87039029) × cos(1.34682760) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.2221009646273 × 6371000     		du = 67.8353514759626m
  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(1.34683824)-sin(1.34682760))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.222090590362855-0.2221009646273)×R²
    abs(0.87039029-0.87034235)×1.03742644450566e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.03742644450566e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.03742644450566e-05×40589641000000     		ar = 4598.27742370756m²