Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57756 / 90188
↖ ↑ ↗
← S 55.893796°
W 21.368408°		 ← 171.26 m → S 55.893796°
W 21.365661°		 →
↑
171.25 m
↓
↑
171.25 m
↓
S 55.895337°
W 21.368408°		 ← 171.25 m →
29 328 m²		 S 55.895337°
W 21.365661°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 57756 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 90188 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.440647125244141 y=0.688083648681641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.440647125244141 × 217)
    floor (0.440647125244141 × 131072)
    floor (57756.5)     		tx = 57756
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.688083648681641 × 217)
    floor (0.688083648681641 × 131072)
    floor (90188.5)     		ty = 90188
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57756 / 90188 ti = "17/57756/90188"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57756/90188.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57756 ÷ 217
    57756 ÷ 131072     		x = 0.440643310546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 90188 ÷ 217
    90188 ÷ 131072     		y = 0.688079833984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.440643310546875 × 2 - 1) × π
    -0.11871337890625 × 3.1415926535     		Λ = -0.37294908
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.688079833984375 × 2 - 1) × π
    -0.37615966796875 × 3.1415926535     		Φ = -1.18174044943362
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.37294908} λ = -0.37294908}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.18174044943362))-π/2
    2×atan(0.306744400623566)-π/2
    2×0.297632775108232-π/2
    0.595265550216465-1.57079632675     		φ = -0.97553078
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.37294908} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.368408°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.97553078 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -55.893796°
  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 57756 KachelY 90188 -0.37294908 -0.97553078 -21.368408 -55.893796
    Oben rechts KachelX + 1 57757 KachelY 90188 -0.37290114 -0.97553078 -21.365661 -55.893796
    Unten links KachelX 57756 KachelY + 1 90189 -0.37294908 -0.97555766 -21.368408 -55.895337
    Unten rechts KachelX + 1 57757 KachelY + 1 90189 -0.37290114 -0.97555766 -21.365661 -55.895337
  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(-0.97553078--0.97555766) × R
    2.68799999999514e-05 × 6371000     		dl = 171.25247999969m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.97553078--0.97555766) × R
    2.68799999999514e-05 × 6371000     		dr = 171.25247999969m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.37294908--0.37290114) × cos(-0.97553078) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.56072864691356 × 6371000     		do = 171.26096192266m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.37294908--0.37290114) × cos(-0.97555766) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.56070639008098 × 6371000     		du = 171.2541641131m
  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(-0.97553078)-sin(-0.97555766))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.56072864691356-0.56070639008098)×R²
    abs(-0.37290114--0.37294908)×2.22568325799477e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.22568325799477e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.22568325799477e-05×40589641000000     		ar = 29328.2823873158m²