Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14488 / 22200
↖ ↑ ↗
← S 53.696707°
W 20.830078°		 ← 723.28 m → S 53.696707°
W 20.819092°		 →
↑
723.17 m
↓
↑
723.17 m
↓
S 53.703210°
W 20.830078°		 ← 723.17 m →
523 018 m²		 S 53.703210°
W 20.819092°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 14488 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 22200 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442153930664062 y=0.677505493164062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442153930664062 × 215)
    floor (0.442153930664062 × 32768)
    floor (14488.5)     		tx = 14488
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.677505493164062 × 215)
    floor (0.677505493164062 × 32768)
    floor (22200.5)     		ty = 22200
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14488 / 22200 ti = "15/14488/22200"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14488/22200.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14488 ÷ 215
    14488 ÷ 32768     		x = 0.442138671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 22200 ÷ 215
    22200 ÷ 32768     		y = 0.677490234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442138671875 × 2 - 1) × π
    -0.11572265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.36355345
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.677490234375 × 2 - 1) × π
    -0.35498046875 × 3.1415926535     		Φ = -1.11520403276099
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36355345} λ = -0.36355345}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.11520403276099))-π/2
    2×atan(0.327848380264854)-π/2
    2×0.316806000671384-π/2
    0.633612001342768-1.57079632675     		φ = -0.93718433
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36355345} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.830078°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.93718433 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.696707°
  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 14488 KachelY 22200 -0.36355345 -0.93718433 -20.830078 -53.696707
    Oben rechts KachelX + 1 14489 KachelY 22200 -0.36336170 -0.93718433 -20.819092 -53.696707
    Unten links KachelX 14488 KachelY + 1 22201 -0.36355345 -0.93729784 -20.830078 -53.703210
    Unten rechts KachelX + 1 14489 KachelY + 1 22201 -0.36336170 -0.93729784 -20.819092 -53.703210
  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(-0.93718433--0.93729784) × R
    0.000113510000000039 × 6371000     		dl = 723.172210000248m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.93718433--0.93729784) × R
    0.000113510000000039 × 6371000     		dr = 723.172210000248m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36355345--0.36336170) × cos(-0.93718433) × R
    0.000191749999999991 × 0.592059501225734 × 6371000     		do = 723.283125032744m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36355345--0.36336170) × cos(-0.93729784) × R
    0.000191749999999991 × 0.591968020355072 × 6371000     		du = 723.171368410519m
  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(-0.93718433)-sin(-0.93729784))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.592059501225734-0.591968020355072)×R²
    abs(-0.36336170--0.36355345)×9.14808706621306e-05×R²
    0.000191749999999991×9.14808706621306e-05×6371000²
    0.000191749999999991×9.14808706621306e-05×40589641000000     		ar = 523017.846905423m²