Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 19859 / 9614
↖ ↑ ↗
← N 59.456244°
E 38.177490°		 ← 620.83 m → N 59.456244°
E 38.188476°		 →
↑
620.92 m
↓
↑
620.92 m
↓
N 59.450659°
E 38.177490°		 ← 620.94 m →
385 518 m²		 N 59.450659°
E 38.188476°
↙ ↓ ↘

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 19859 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9614 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.606063842773438 y=0.293411254882812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.606063842773438 × 215)
    floor (0.606063842773438 × 32768)
    floor (19859.5)     		tx = 19859
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.293411254882812 × 215)
    floor (0.293411254882812 × 32768)
    floor (9614.5)     		ty = 9614
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 19859 / 9614 ti = "15/19859/9614"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/19859/9614.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 19859 ÷ 215
    19859 ÷ 32768     		x = 0.606048583984375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9614 ÷ 215
    9614 ÷ 32768     		y = 0.29339599609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.606048583984375 × 2 - 1) × π
    0.21209716796875 × 3.1415926535     		Λ = 0.66632290
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.29339599609375 × 2 - 1) × π
    0.4132080078125 × 3.1415926535     		Φ = 1.29813124171112
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.66632290} λ = 0.66632290}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.29813124171112))-π/2
    2×atan(3.66244604213253)-π/2
    2×1.30425176717659-π/2
    2.60850353435317-1.57079632675     		φ = 1.03770721
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.66632290} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.177490°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03770721 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.456244°
  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 19859 KachelY 9614 0.66632290 1.03770721 38.177490 59.456244
    Oben rechts KachelX + 1 19860 KachelY 9614 0.66651465 1.03770721 38.188476 59.456244
    Unten links KachelX 19859 KachelY + 1 9615 0.66632290 1.03760975 38.177490 59.450659
    Unten rechts KachelX + 1 19860 KachelY + 1 9615 0.66651465 1.03760975 38.188476 59.450659
  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(1.03770721-1.03760975) × R
    9.74599999998826e-05 × 6371000     		dl = 620.917659999252m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03770721-1.03760975) × R
    9.74599999998826e-05 × 6371000     		dr = 620.917659999252m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.66632290-0.66651465) × cos(1.03770721) × R
    0.000191749999999935 × 0.508196236718038 × 6371000     		do = 620.832469476836m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.66632290-0.66651465) × cos(1.03760975) × R
    0.000191749999999935 × 0.508280170881926 × 6371000     		du = 620.935006745858m
  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(1.03770721)-sin(1.03760975))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.508196236718038-0.508280170881926)×R²
    abs(0.66651465-0.66632290)×8.39341638879665e-05×R²
    0.000191749999999935×8.39341638879665e-05×6371000²
    0.000191749999999935×8.39341638879665e-05×40589641000000     		ar = 385517.678104532m²