Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14522 / 22143
↖ ↑ ↗
← S 53.324312°
W 20.456543°		 ← 729.67 m → S 53.324312°
W 20.445557°		 →
↑
729.61 m
↓
↑
729.61 m
↓
S 53.330873°
W 20.456543°		 ← 729.55 m →
532 329 m²		 S 53.330873°
W 20.445557°
↙ ↓ ↘

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 14522 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 22143 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443191528320312 y=0.675765991210938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443191528320312 × 215)
    floor (0.443191528320312 × 32768)
    floor (14522.5)     		tx = 14522
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.675765991210938 × 215)
    floor (0.675765991210938 × 32768)
    floor (22143.5)     		ty = 22143
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14522 / 22143 ti = "15/14522/22143"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14522/22143.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14522 ÷ 215
    14522 ÷ 32768     		x = 0.44317626953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 22143 ÷ 215
    22143 ÷ 32768     		y = 0.675750732421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.44317626953125 × 2 - 1) × π
    -0.1136474609375 × 3.1415926535     		Λ = -0.35703403
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.675750732421875 × 2 - 1) × π
    -0.35150146484375 × 3.1415926535     		Φ = -1.10427441964761
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35703403} λ = -0.35703403}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.10427441964761))-π/2
    2×atan(0.331451289557498)-π/2
    2×0.320055759716811-π/2
    0.640111519433623-1.57079632675     		φ = -0.93068481
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35703403} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.456543°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.93068481 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.324312°
  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 14522 KachelY 22143 -0.35703403 -0.93068481 -20.456543 -53.324312
    Oben rechts KachelX + 1 14523 KachelY 22143 -0.35684228 -0.93068481 -20.445557 -53.324312
    Unten links KachelX 14522 KachelY + 1 22144 -0.35703403 -0.93079933 -20.456543 -53.330873
    Unten rechts KachelX + 1 14523 KachelY + 1 22144 -0.35684228 -0.93079933 -20.445557 -53.330873
  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(-0.93068481--0.93079933) × R
    0.000114520000000007 × 6371000     		dl = 729.606920000044m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.93068481--0.93079933) × R
    0.000114520000000007 × 6371000     		dr = 729.606920000044m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35703403--0.35684228) × cos(-0.93068481) × R
    0.000191749999999991 × 0.597284884796966 × 6371000     		do = 729.666658699666m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35703403--0.35684228) × cos(-0.93079933) × R
    0.000191749999999991 × 0.597193032501625 × 6371000     		du = 729.554448330475m
  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(-0.93068481)-sin(-0.93079933))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.597284884796966-0.597193032501625)×R²
    abs(-0.35684228--0.35703403)×9.18522953406997e-05×R²
    0.000191749999999991×9.18522953406997e-05×6371000²
    0.000191749999999991×9.18522953406997e-05×40589641000000     		ar = 532328.909332037m²