Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83723 / 20723
↖ ↑ ↗
← N 76.688009°
E 49.952087°		 ← 70.33 m → N 76.688009°
E 49.954834°		 →
↑
70.34 m
↓
↑
70.34 m
↓
N 76.687376°
E 49.952087°		 ← 70.33 m →
4 947 m²		 N 76.687376°
E 49.954834°
↙ ↓ ↘

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 83723 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20723 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.638759613037109 y=0.158107757568359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.638759613037109 × 217)
    floor (0.638759613037109 × 131072)
    floor (83723.5)     		tx = 83723
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.158107757568359 × 217)
    floor (0.158107757568359 × 131072)
    floor (20723.5)     		ty = 20723
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83723 / 20723 ti = "17/83723/20723"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83723/20723.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83723 ÷ 217
    83723 ÷ 131072     		x = 0.638755798339844
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20723 ÷ 217
    20723 ÷ 131072     		y = 0.158103942871094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.638755798339844 × 2 - 1) × π
    0.277511596679688 × 3.1415926535     		Λ = 0.87182839
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.158103942871094 × 2 - 1) × π
    0.683792114257812 × 3.1415926535     		Φ = 2.14819628267358
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.87182839} λ = 0.87182839}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.14819628267358))-π/2
    2×atan(8.56938769592232)-π/2
    2×1.45462728791259-π/2
    2.90925457582517-1.57079632675     		φ = 1.33845825
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.87182839} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.952087°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.33845825 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.688009°
  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 83723 KachelY 20723 0.87182839 1.33845825 49.952087 76.688009
    Oben rechts KachelX + 1 83724 KachelY 20723 0.87187633 1.33845825 49.954834 76.688009
    Unten links KachelX 83723 KachelY + 1 20724 0.87182839 1.33844721 49.952087 76.687376
    Unten rechts KachelX + 1 83724 KachelY + 1 20724 0.87187633 1.33844721 49.954834 76.687376
  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(1.33845825-1.33844721) × R
    1.10399999999622e-05 × 6371000     		dl = 70.3358399997591m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.33845825-1.33844721) × R
    1.10399999999622e-05 × 6371000     		dr = 70.3358399997591m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.87182839-0.87187633) × cos(1.33845825) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.230253405134161 × 6371000     		do = 70.3253166505747m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.87182839-0.87187633) × cos(1.33844721) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.230264148483114 × 6371000     		du = 70.3285979458789m
  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(1.33845825)-sin(1.33844721))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.230253405134161-0.230264148483114)×R²
    abs(0.87187633-0.87182839)×1.0743348953457e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.0743348953457e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.0743348953457e-05×40589641000000     		ar = 4946.50561624378m²