Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29004 / 44724
↖ ↑ ↗
← S 54.737308°
W 20.676270°		 ← 352.62 m → S 54.737308°
W 20.670777°		 →
↑
352.63 m
↓
↑
352.63 m
↓
S 54.740479°
W 20.676270°		 ← 352.60 m →
124 343 m²		 S 54.740479°
W 20.670777°
↙ ↓ ↘

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 29004 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44724 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442573547363281 y=0.682441711425781 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442573547363281 × 216)
    floor (0.442573547363281 × 65536)
    floor (29004.5)     		tx = 29004
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.682441711425781 × 216)
    floor (0.682441711425781 × 65536)
    floor (44724.5)     		ty = 44724
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29004 / 44724 ti = "16/29004/44724"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29004/44724.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29004 ÷ 216
    29004 ÷ 65536     		x = 0.44256591796875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44724 ÷ 216
    44724 ÷ 65536     		y = 0.68243408203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.44256591796875 × 2 - 1) × π
    -0.1148681640625 × 3.1415926535     		Λ = -0.36086898
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.68243408203125 × 2 - 1) × π
    -0.3648681640625 × 3.1415926535     		Φ = -1.14626714371478
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36086898} λ = -0.36086898}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.14626714371478))-π/2
    2×atan(0.317820937723847)-π/2
    2×0.307725043031963-π/2
    0.615450086063926-1.57079632675     		φ = -0.95534624
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36086898} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.676270°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.95534624 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.737308°
  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 29004 KachelY 44724 -0.36086898 -0.95534624 -20.676270 -54.737308
    Oben rechts KachelX + 1 29005 KachelY 44724 -0.36077311 -0.95534624 -20.670777 -54.737308
    Unten links KachelX 29004 KachelY + 1 44725 -0.36086898 -0.95540159 -20.676270 -54.740479
    Unten rechts KachelX + 1 29005 KachelY + 1 44725 -0.36077311 -0.95540159 -20.670777 -54.740479
  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(-0.95534624--0.95540159) × R
    5.53500000000096e-05 × 6371000     		dl = 352.634850000061m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.95534624--0.95540159) × R
    5.53500000000096e-05 × 6371000     		dr = 352.634850000061m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36086898--0.36077311) × cos(-0.95534624) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.577326082776271 × 6371000     		do = 352.623710661746m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36086898--0.36077311) × cos(-0.95540159) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.577280887859598 × 6371000     		du = 352.596106159376m
  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(-0.95534624)-sin(-0.95540159))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.577326082776271-0.577280887859598)×R²
    abs(-0.36077311--0.36086898)×4.51949166726529e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.51949166726529e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.51949166726529e-05×40589641000000     		ar = 124342.542192721m²