Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29046 / 44294
↖ ↑ ↗
← S 53.350551°
W 20.445557°		 ← 364.59 m → S 53.350551°
W 20.440064°		 →
↑
364.55 m
↓
↑
364.55 m
↓
S 53.353830°
W 20.445557°		 ← 364.56 m →
132 906 m²		 S 53.353830°
W 20.440064°
↙ ↓ ↘

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 29046 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44294 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443214416503906 y=0.675880432128906 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443214416503906 × 216)
    floor (0.443214416503906 × 65536)
    floor (29046.5)     		tx = 29046
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.675880432128906 × 216)
    floor (0.675880432128906 × 65536)
    floor (44294.5)     		ty = 44294
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29046 / 44294 ti = "16/29046/44294"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29046/44294.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29046 ÷ 216
    29046 ÷ 65536     		x = 0.443206787109375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44294 ÷ 216
    44294 ÷ 65536     		y = 0.675872802734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443206787109375 × 2 - 1) × π
    -0.11358642578125 × 3.1415926535     		Λ = -0.35684228
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.675872802734375 × 2 - 1) × π
    -0.35174560546875 × 3.1415926535     		Φ = -1.10504141004153
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35684228} λ = -0.35684228}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.10504141004153))-π/2
    2×atan(0.331197167069566)-π/2
    2×0.319826774276735-π/2
    0.63965354855347-1.57079632675     		φ = -0.93114278
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35684228} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.445557°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.93114278 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.350551°
  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 29046 KachelY 44294 -0.35684228 -0.93114278 -20.445557 -53.350551
    Oben rechts KachelX + 1 29047 KachelY 44294 -0.35674641 -0.93114278 -20.440064 -53.350551
    Unten links KachelX 29046 KachelY + 1 44295 -0.35684228 -0.93120000 -20.445557 -53.353830
    Unten rechts KachelX + 1 29047 KachelY + 1 44295 -0.35674641 -0.93120000 -20.440064 -53.353830
  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(-0.93114278--0.93120000) × R
    5.722000000008e-05 × 6371000     		dl = 364.54862000051m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.93114278--0.93120000) × R
    5.722000000008e-05 × 6371000     		dr = 364.54862000051m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35684228--0.35674641) × cos(-0.93114278) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.596917516881201 × 6371000     		do = 364.589919009798m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35684228--0.35674641) × cos(-0.93120000) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.596871608148689 × 6371000     		du = 364.561878517443m
  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(-0.93114278)-sin(-0.93120000))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.596917516881201-0.596871608148689)×R²
    abs(-0.35674641--0.35684228)×4.5908732512423e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.5908732512423e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.5908732512423e-05×40589641000000     		ar = 132905.640816007m²