Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

Tele ← 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 → Makro
11 / 978 / 471
↖ ↑ ↗
← N 69.224997°
W  8.085937°		 ← 6 932.94 m → N 69.224997°
W  7.910156°		 →
↑
6 942.92 m
↓
↑
6 942.92 m
↓
N 69.162558°
W  8.085937°		 ← 6 952.85 m →
48 203 999 m²		 N 69.162558°
W  7.910156°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 978 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 471 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.477783203125 y=0.230224609375 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.477783203125 × 211)
    floor (0.477783203125 × 2048)
    floor (978.5)     		tx = 978
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.230224609375 × 211)
    floor (0.230224609375 × 2048)
    floor (471.5)     		ty = 471
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 978 / 471 ti = "11/978/471"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/978/471.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 978 ÷ 211
    978 ÷ 2048     		x = 0.4775390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 471 ÷ 211
    471 ÷ 2048     		y = 0.22998046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4775390625 × 2 - 1) × π
    -0.044921875 × 3.1415926535     		Λ = -0.14112623
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.22998046875 × 2 - 1) × π
    0.5400390625 × 3.1415926535     		Φ = 1.69658275135303
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.14112623} λ = -0.14112623}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.69658275135303))-π/2
    2×atan(5.45527347728584)-π/2
    2×1.38950022328237-π/2
    2.77900044656474-1.57079632675     		φ = 1.20820412
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.14112623} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -8.085937°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.20820412 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 69.224997°
  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 978 KachelY 471 -0.14112623 1.20820412 -8.085937 69.224997
    Oben rechts KachelX + 1 979 KachelY 471 -0.13805827 1.20820412 -7.910156 69.224997
    Unten links KachelX 978 KachelY + 1 472 -0.14112623 1.20711435 -8.085937 69.162558
    Unten rechts KachelX + 1 979 KachelY + 1 472 -0.13805827 1.20711435 -7.910156 69.162558
  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(1.20820412-1.20711435) × R
    0.0010897700000001 × 6371000     		dl = 6942.92467000064m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.20820412-1.20711435) × R
    0.0010897700000001 × 6371000     		dr = 6942.92467000064m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.14112623--0.13805827) × cos(1.20820412) × R
    0.00306795999999998 × 0.354699085104731 × 6371000     		do = 6932.93879733358m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.14112623--0.13805827) × cos(1.20711435) × R
    0.00306795999999998 × 0.355717787996262 × 6371000     		du = 6952.85033670947m
  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(1.20820412)-sin(1.20711435))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.354699085104731-0.355717787996262)×R²
    abs(-0.13805827--0.14112623)×0.0010187028915315×R²
    0.00306795999999998×0.0010187028915315×6371000²
    0.00306795999999998×0.0010187028915315×40589641000000     		ar = 48203998.7411721m²