Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16349 / 11120
↖ ↑ ↗
← N 49.951220°
W  0.384522°		 ← 786.05 m → N 49.951220°
W  0.373535°		 →
↑
786.05 m
↓
↑
786.05 m
↓
N 49.944151°
W  0.384522°		 ← 786.17 m →
617 924 m²		 N 49.944151°
W  0.373535°
↙ ↓ ↘

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 16349 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 11120 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.498947143554688 y=0.339370727539062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.498947143554688 × 215)
    floor (0.498947143554688 × 32768)
    floor (16349.5)     		tx = 16349
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.339370727539062 × 215)
    floor (0.339370727539062 × 32768)
    floor (11120.5)     		ty = 11120
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16349 / 11120 ti = "15/16349/11120"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16349/11120.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16349 ÷ 215
    16349 ÷ 32768     		x = 0.498931884765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 11120 ÷ 215
    11120 ÷ 32768     		y = 0.33935546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.498931884765625 × 2 - 1) × π
    -0.00213623046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.00671117
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.33935546875 × 2 - 1) × π
    0.3212890625 × 3.1415926535     		Φ = 1.0093593583999
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.00671117} λ = -0.00671117}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.0093593583999))-π/2
    2×atan(2.74384263209619)-π/2
    2×1.22130478978511-π/2
    2.44260957957023-1.57079632675     		φ = 0.87181325
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.00671117} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -0.384522°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.87181325 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.951220°
  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 16349 KachelY 11120 -0.00671117 0.87181325 -0.384522 49.951220
    Oben rechts KachelX + 1 16350 KachelY 11120 -0.00651942 0.87181325 -0.373535 49.951220
    Unten links KachelX 16349 KachelY + 1 11121 -0.00671117 0.87168987 -0.384522 49.944151
    Unten rechts KachelX + 1 16350 KachelY + 1 11121 -0.00651942 0.87168987 -0.373535 49.944151
  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(0.87181325-0.87168987) × R
    0.000123380000000006 × 6371000     		dl = 786.05398000004m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.87181325-0.87168987) × R
    0.000123380000000006 × 6371000     		dr = 786.05398000004m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.00671117--0.00651942) × cos(0.87181325) × R
    0.00019175 × 0.643439568499962 × 6371000     		do = 786.051031882617m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.00671117--0.00651942) × cos(0.87168987) × R
    0.00019175 × 0.643534010611257 × 6371000     		du = 786.166406072629m
  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(0.87181325)-sin(0.87168987))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.643439568499962-0.643534010611257)×R²
    abs(-0.00651942--0.00671117)×9.44421112957228e-05×R²
    0.00019175×9.44421112957228e-05×6371000²
    0.00019175×9.44421112957228e-05×40589641000000     		ar = 617923.888048467m²