Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29146 / 45030
↖ ↑ ↗
← S 55.696164°
W 19.896240°		 ← 344.23 m → S 55.696164°
W 19.890747°		 →
↑
344.23 m
↓
↑
344.23 m
↓
S 55.699260°
W 19.896240°		 ← 344.20 m →
118 487 m²		 S 55.699260°
W 19.890747°
↙ ↓ ↘

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 29146 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 45030 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444740295410156 y=0.687110900878906 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444740295410156 × 216)
    floor (0.444740295410156 × 65536)
    floor (29146.5)     		tx = 29146
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.687110900878906 × 216)
    floor (0.687110900878906 × 65536)
    floor (45030.5)     		ty = 45030
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29146 / 45030 ti = "16/29146/45030"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29146/45030.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29146 ÷ 216
    29146 ÷ 65536     		x = 0.444732666015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 45030 ÷ 216
    45030 ÷ 65536     		y = 0.687103271484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444732666015625 × 2 - 1) × π
    -0.11053466796875 × 3.1415926535     		Λ = -0.34725490
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.687103271484375 × 2 - 1) × π
    -0.37420654296875 × 3.1415926535     		Φ = -1.17560452628226
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34725490} λ = -0.34725490}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.17560452628226))-π/2
    2×atan(0.30863234691623)-π/2
    2×0.299357443067369-π/2
    0.598714886134739-1.57079632675     		φ = -0.97208144
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34725490} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.896240°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.97208144 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -55.696164°
  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 29146 KachelY 45030 -0.34725490 -0.97208144 -19.896240 -55.696164
    Oben rechts KachelX + 1 29147 KachelY 45030 -0.34715903 -0.97208144 -19.890747 -55.696164
    Unten links KachelX 29146 KachelY + 1 45031 -0.34725490 -0.97213547 -19.896240 -55.699260
    Unten rechts KachelX + 1 29147 KachelY + 1 45031 -0.34715903 -0.97213547 -19.890747 -55.699260
  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(-0.97208144--0.97213547) × R
    5.40300000000382e-05 × 6371000     		dl = 344.225130000243m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.97208144--0.97213547) × R
    5.40300000000382e-05 × 6371000     		dr = 344.225130000243m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34725490--0.34715903) × cos(-0.97208144) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.563581357731658 × 6371000     		do = 344.228600702484m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34725490--0.34715903) × cos(-0.97213547) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.563536724856863 × 6371000     		du = 344.20133948842m
  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(-0.97208144)-sin(-0.97213547))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.563581357731658-0.563536724856863)×R²
    abs(-0.34715903--0.34725490)×4.46328747948366e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.46328747948366e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.46328747948366e-05×40589641000000     		ar = 118487.442858126m²