Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4168 / 4029
↖ ↑ ↗
← N  2.943041°
E  3.164063°		 ← 4 880.05 m → N  2.943041°
E  3.208008°		 →
↑
4 880.12 m
↓
↑
4 880.12 m
↓
N  2.899153°
E  3.164063°		 ← 4 880.24 m →
23 815 699 m²		 N  2.899153°
E  3.208008°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 4168 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4029 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.50885009765625 y=0.49188232421875 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.50885009765625 × 213)
    floor (0.50885009765625 × 8192)
    floor (4168.5)     		tx = 4168
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.49188232421875 × 213)
    floor (0.49188232421875 × 8192)
    floor (4029.5)     		ty = 4029
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4168 / 4029 ti = "13/4168/4029"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4168/4029.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4168 ÷ 213
    4168 ÷ 8192     		x = 0.5087890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4029 ÷ 213
    4029 ÷ 8192     		y = 0.4918212890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5087890625 × 2 - 1) × π
    0.017578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.05522331
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4918212890625 × 2 - 1) × π
    0.016357421875 × 3.1415926535     		Φ = 0.0513883563927002
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05522331} λ = 0.05522331}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.0513883563927002))-π/2
    2×atan(1.0527316489723)-π/2
    2×0.811081040347391-π/2
    1.62216208069478-1.57079632675     		φ = 0.05136575
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05522331} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 3.164063°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.05136575 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 2.943041°
  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 4168 KachelY 4029 0.05522331 0.05136575 3.164063 2.943041
    Oben rechts KachelX + 1 4169 KachelY 4029 0.05599030 0.05136575 3.208008 2.943041
    Unten links KachelX 4168 KachelY + 1 4030 0.05522331 0.05059976 3.164063 2.899153
    Unten rechts KachelX + 1 4169 KachelY + 1 4030 0.05599030 0.05059976 3.208008 2.899153
  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(0.05136575-0.05059976) × R
    0.000765990000000001 × 6371000     		dl = 4880.12229000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.05136575-0.05059976) × R
    0.000765990000000001 × 6371000     		dr = 4880.12229000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05522331-0.05599030) × cos(0.05136575) × R
    0.000766990000000002 × 0.998681069894921 × 6371000     		do = 4880.04834689157m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05522331-0.05599030) × cos(0.05059976) × R
    0.000766990000000002 × 0.998720105258951 × 6371000     		du = 4880.23909293597m
  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(0.05136575)-sin(0.05059976))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.998681069894921-0.998720105258951)×R²
    abs(0.05599030-0.05522331)×3.90353640299379e-05×R²
    0.000766990000000002×3.90353640299379e-05×6371000²
    0.000766990000000002×3.90353640299379e-05×40589641000000     		ar = 23815699.3104247m²