Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 974 / 1078
↖ ↑ ↗
← N 78.716316°
W137.197266°		 ← 956.12 m → N 78.716316°
W137.153320°		 →
↑
956.48 m
↓
↑
956.48 m
↓
N 78.707714°
W137.197266°		 ← 956.84 m →
914 857 m²		 N 78.707714°
W137.153320°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 974 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1078 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.11895751953125 y=0.13165283203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.11895751953125 × 213)
    floor (0.11895751953125 × 8192)
    floor (974.5)     		tx = 974
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.13165283203125 × 213)
    floor (0.13165283203125 × 8192)
    floor (1078.5)     		ty = 1078
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 974 / 1078 ti = "13/974/1078"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/974/1078.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 974 ÷ 213
    974 ÷ 8192     		x = 0.118896484375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1078 ÷ 213
    1078 ÷ 8192     		y = 0.131591796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.118896484375 × 2 - 1) × π
    -0.76220703125 × 3.1415926535     		Λ = -2.39454401
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.131591796875 × 2 - 1) × π
    0.73681640625 × 3.1415926535     		Φ = 2.31477700885327
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.39454401} λ = -2.39454401}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.31477700885327))-π/2
    2×atan(10.1226654022836)-π/2
    2×1.47232760933617-π/2
    2.94465521867234-1.57079632675     		φ = 1.37385889
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.39454401} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -137.197266°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.37385889 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.716316°
  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 974 KachelY 1078 -2.39454401 1.37385889 -137.197266 78.716316
    Oben rechts KachelX + 1 975 KachelY 1078 -2.39377702 1.37385889 -137.153320 78.716316
    Unten links KachelX 974 KachelY + 1 1079 -2.39454401 1.37370876 -137.197266 78.707714
    Unten rechts KachelX + 1 975 KachelY + 1 1079 -2.39377702 1.37370876 -137.153320 78.707714
  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(1.37385889-1.37370876) × R
    0.000150129999999971 × 6371000     		dl = 956.478229999812m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.37385889-1.37370876) × R
    0.000150129999999971 × 6371000     		dr = 956.478229999812m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.39454401--2.39377702) × cos(1.37385889) × R
    0.000766990000000245 × 0.195666887958985 × 6371000     		do = 956.124935087069m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.39454401--2.39377702) × cos(1.37370876) × R
    0.000766990000000245 × 0.195814113803233 × 6371000     		du = 956.844353187102m
  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(1.37385889)-sin(1.37370876))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.195666887958985-0.195814113803233)×R²
    abs(-2.39377702--2.39454401)×0.000147225844248144×R²
    0.000766990000000245×0.000147225844248144×6371000²
    0.000766990000000245×0.000147225844248144×40589641000000     		ar = 914856.741164149m²