Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 32643 / 23171
↖ ↑ ↗
← N 46.547528°
W  0.686645°		 ← 420.07 m → N 46.547528°
W  0.681152°		 →
↑
420.10 m
↓
↑
420.10 m
↓
N 46.543750°
W  0.686645°		 ← 420.10 m →
176 479 m²		 N 46.543750°
W  0.681152°
↙ ↓ ↘

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 32643 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 23171 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.498100280761719 y=0.353569030761719 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.498100280761719 × 216)
    floor (0.498100280761719 × 65536)
    floor (32643.5)     		tx = 32643
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.353569030761719 × 216)
    floor (0.353569030761719 × 65536)
    floor (23171.5)     		ty = 23171
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 32643 / 23171 ti = "16/32643/23171"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/32643/23171.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 32643 ÷ 216
    32643 ÷ 65536     		x = 0.498092651367188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 23171 ÷ 216
    23171 ÷ 65536     		y = 0.353561401367188
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.498092651367188 × 2 - 1) × π
    -0.003814697265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.01198422
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.353561401367188 × 2 - 1) × π
    0.292877197265625 × 3.1415926535     		Φ = 0.920100851307358
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.01198422} λ = -0.01198422}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.920100851307358))-π/2
    2×atan(2.50954346791407)-π/2
    2×1.19160197166031-π/2
    2.38320394332062-1.57079632675     		φ = 0.81240762
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.01198422} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -0.686645°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.81240762 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 46.547528°
  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 32643 KachelY 23171 -0.01198422 0.81240762 -0.686645 46.547528
    Oben rechts KachelX + 1 32644 KachelY 23171 -0.01188835 0.81240762 -0.681152 46.547528
    Unten links KachelX 32643 KachelY + 1 23172 -0.01198422 0.81234168 -0.686645 46.543750
    Unten rechts KachelX + 1 32644 KachelY + 1 23172 -0.01188835 0.81234168 -0.681152 46.543750
  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(0.81240762-0.81234168) × R
    6.59400000000421e-05 × 6371000     		dl = 420.103740000268m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.81240762-0.81234168) × R
    6.59400000000421e-05 × 6371000     		dr = 420.103740000268m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.01198422--0.01188835) × cos(0.81240762) × R
    9.58699999999996e-05 × 0.687752627965606 × 6371000     		do = 420.070893946751m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.01198422--0.01188835) × cos(0.81234168) × R
    9.58699999999996e-05 × 0.68780049529183 × 6371000     		du = 420.100130724191m
  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(0.81240762)-sin(0.81234168))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.687752627965606-0.68780049529183)×R²
    abs(-0.01188835--0.01198422)×4.78673262238605e-05×R²
    9.58699999999996e-05×4.78673262238605e-05×6371000²
    9.58699999999996e-05×4.78673262238605e-05×40589641000000     		ar = 176479.494915967m²