Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 84416 / 20416
↖ ↑ ↗
← N 76.880775°
E 51.855468°		 ← 69.32 m → N 76.880775°
E 51.858215°		 →
↑
69.32 m
↓
↑
69.32 m
↓
N 76.880151°
E 51.855468°		 ← 69.33 m →
4 805 m²		 N 76.880151°
E 51.858215°
↙ ↓ ↘

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 84416 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20416 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.644046783447266 y=0.155765533447266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.644046783447266 × 217)
    floor (0.644046783447266 × 131072)
    floor (84416.5)     		tx = 84416
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.155765533447266 × 217)
    floor (0.155765533447266 × 131072)
    floor (20416.5)     		ty = 20416
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 84416 / 20416 ti = "17/84416/20416"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/84416/20416.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 84416 ÷ 217
    84416 ÷ 131072     		x = 0.64404296875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20416 ÷ 217
    20416 ÷ 131072     		y = 0.15576171875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.64404296875 × 2 - 1) × π
    0.2880859375 × 3.1415926535     		Λ = 0.90504866
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.15576171875 × 2 - 1) × π
    0.6884765625 × 3.1415926535     		Φ = 2.16291291085693
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.90504866} λ = 0.90504866}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16291291085693))-π/2
    2×atan(8.6964327327532)-π/2
    2×1.45630948727728-π/2
    2.91261897455455-1.57079632675     		φ = 1.34182265
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.90504866} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.855468°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34182265 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.880775°
  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 84416 KachelY 20416 0.90504866 1.34182265 51.855468 76.880775
    Oben rechts KachelX + 1 84417 KachelY 20416 0.90509660 1.34182265 51.858215 76.880775
    Unten links KachelX 84416 KachelY + 1 20417 0.90504866 1.34181177 51.855468 76.880151
    Unten rechts KachelX + 1 84417 KachelY + 1 20417 0.90509660 1.34181177 51.858215 76.880151
  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(1.34182265-1.34181177) × R
    1.08799999998244e-05 × 6371000     		dl = 69.316479998881m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34182265-1.34181177) × R
    1.08799999998244e-05 × 6371000     		dr = 69.316479998881m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.90504866-0.90509660) × cos(1.34182265) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.226978107226564 × 6371000     		do = 69.3249563635877m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.90504866-0.90509660) × cos(1.34181177) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.226988703243615 × 6371000     		du = 69.3281926599364m
  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(1.34182265)-sin(1.34181177))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.226978107226564-0.226988703243615)×R²
    abs(0.90509660-0.90504866)×1.05960170507791e-05×R²
    4.79400000000796e-05×1.05960170507791e-05×6371000²
    4.79400000000796e-05×1.05960170507791e-05×40589641000000     		ar = 4805.47411557502m²