Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 84393 / 20439
↖ ↑ ↗
← N 76.866428°
E 51.792298°		 ← 69.38 m → N 76.866428°
E 51.795044°		 →
↑
69.38 m
↓
↑
69.38 m
↓
N 76.865804°
E 51.792298°		 ← 69.39 m →
4 814 m²		 N 76.865804°
E 51.795044°
↙ ↓ ↘

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 84393 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20439 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.643871307373047 y=0.155941009521484 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.643871307373047 × 217)
    floor (0.643871307373047 × 131072)
    floor (84393.5)     		tx = 84393
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.155941009521484 × 217)
    floor (0.155941009521484 × 131072)
    floor (20439.5)     		ty = 20439
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 84393 / 20439 ti = "17/84393/20439"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/84393/20439.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 84393 ÷ 217
    84393 ÷ 131072     		x = 0.643867492675781
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20439 ÷ 217
    20439 ÷ 131072     		y = 0.155937194824219
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.643867492675781 × 2 - 1) × π
    0.287734985351562 × 3.1415926535     		Λ = 0.90394612
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.155937194824219 × 2 - 1) × π
    0.688125610351562 × 3.1415926535     		Φ = 2.16181036216567
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.90394612} λ = 0.90394612}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16181036216567))-π/2
    2×atan(8.68684977603401)-π/2
    2×1.45618429286675-π/2
    2.9123685857335-1.57079632675     		φ = 1.34157226
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.90394612} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.792298°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34157226 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.866428°
  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 84393 KachelY 20439 0.90394612 1.34157226 51.792298 76.866428
    Oben rechts KachelX + 1 84394 KachelY 20439 0.90399405 1.34157226 51.795044 76.866428
    Unten links KachelX 84393 KachelY + 1 20440 0.90394612 1.34156137 51.792298 76.865804
    Unten rechts KachelX + 1 84394 KachelY + 1 20440 0.90399405 1.34156137 51.795044 76.865804
  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(1.34157226-1.34156137) × R
    1.08899999999856e-05 × 6371000     		dl = 69.3801899999085m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34157226-1.34156137) × R
    1.08899999999856e-05 × 6371000     		dr = 69.3801899999085m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.90394612-0.90399405) × cos(1.34157226) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.227221954894944 × 6371000     		do = 69.3849574073311m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.90394612-0.90399405) × cos(1.34156137) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.22723256003171 × 6371000     		du = 69.3881958134225m
  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(1.34157226)-sin(1.34156137))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.227221954894944-0.22723256003171)×R²
    abs(0.90399405-0.90394612)×1.0605136766012e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.0605136766012e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.0605136766012e-05×40589641000000     		ar = 4814.05386875593m²