Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 28996 / 44476
↖ ↑ ↗
← S 53.943155°
W 20.720215°		 ← 359.50 m → S 53.943155°
W 20.714722°		 →
↑
359.52 m
↓
↑
359.52 m
↓
S 53.946388°
W 20.720215°		 ← 359.47 m →
129 242 m²		 S 53.946388°
W 20.714722°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 28996 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44476 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442451477050781 y=0.678657531738281 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442451477050781 × 216)
    floor (0.442451477050781 × 65536)
    floor (28996.5)     		tx = 28996
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.678657531738281 × 216)
    floor (0.678657531738281 × 65536)
    floor (44476.5)     		ty = 44476
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 28996 / 44476 ti = "16/28996/44476"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/28996/44476.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 28996 ÷ 216
    28996 ÷ 65536     		x = 0.44244384765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44476 ÷ 216
    44476 ÷ 65536     		y = 0.67864990234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.44244384765625 × 2 - 1) × π
    -0.1151123046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.36163597
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.67864990234375 × 2 - 1) × π
    -0.3572998046875 × 3.1415926535     		Φ = -1.12249044150323
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36163597} λ = -0.36163597}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.12249044150323))-π/2
    2×atan(0.32546822488379)-π/2
    2×0.314655334173434-π/2
    0.629310668346869-1.57079632675     		φ = -0.94148566
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36163597} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.720215°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94148566 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.943155°
  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 28996 KachelY 44476 -0.36163597 -0.94148566 -20.720215 -53.943155
    Oben rechts KachelX + 1 28997 KachelY 44476 -0.36154010 -0.94148566 -20.714722 -53.943155
    Unten links KachelX 28996 KachelY + 1 44477 -0.36163597 -0.94154209 -20.720215 -53.946388
    Unten rechts KachelX + 1 28997 KachelY + 1 44477 -0.36154010 -0.94154209 -20.714722 -53.946388
  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(-0.94148566--0.94154209) × R
    5.64299999999962e-05 × 6371000     		dl = 359.515529999976m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94148566--0.94154209) × R
    5.64299999999962e-05 × 6371000     		dr = 359.515529999976m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36163597--0.36154010) × cos(-0.94148566) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.588587617819289 × 6371000     		do = 359.502118537448m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36163597--0.36154010) × cos(-0.94154209) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.588541996983537 × 6371000     		du = 359.474253888913m
  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(-0.94148566)-sin(-0.94154209))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.588587617819289-0.588541996983537)×R²
    abs(-0.36154010--0.36163597)×4.56208357524357e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.56208357524357e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.56208357524357e-05×40589641000000     		ar = 129241.585829356m²