Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58039 / 88553
↖ ↑ ↗
← S 53.293131°
W 20.591126°		 ← 182.56 m → S 53.293131°
W 20.588379°		 →
↑
182.53 m
↓
↑
182.53 m
↓
S 53.294772°
W 20.591126°		 ← 182.55 m →
33 322 m²		 S 53.294772°
W 20.588379°
↙ ↓ ↘

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 58039 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 88553 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442806243896484 y=0.675609588623047 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442806243896484 × 217)
    floor (0.442806243896484 × 131072)
    floor (58039.5)     		tx = 58039
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.675609588623047 × 217)
    floor (0.675609588623047 × 131072)
    floor (88553.5)     		ty = 88553
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58039 / 88553 ti = "17/58039/88553"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58039/88553.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58039 ÷ 217
    58039 ÷ 131072     		x = 0.442802429199219
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 88553 ÷ 217
    88553 ÷ 131072     		y = 0.675605773925781
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442802429199219 × 2 - 1) × π
    -0.114395141601562 × 3.1415926535     		Λ = -0.35938294
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.675605773925781 × 2 - 1) × π
    -0.351211547851562 × 3.1415926535     		Φ = -1.10336361855483
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35938294} λ = -0.35938294}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.10336361855483))-π/2
    2×atan(0.331753313275117)-π/2
    2×0.320327862939349-π/2
    0.640655725878697-1.57079632675     		φ = -0.93014060
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35938294} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.591126°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.93014060 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.293131°
  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 58039 KachelY 88553 -0.35938294 -0.93014060 -20.591126 -53.293131
    Oben rechts KachelX + 1 58040 KachelY 88553 -0.35933500 -0.93014060 -20.588379 -53.293131
    Unten links KachelX 58039 KachelY + 1 88554 -0.35938294 -0.93016925 -20.591126 -53.294772
    Unten rechts KachelX + 1 58040 KachelY + 1 88554 -0.35933500 -0.93016925 -20.588379 -53.294772
  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(-0.93014060--0.93016925) × R
    2.86499999999634e-05 × 6371000     		dl = 182.529149999767m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.93014060--0.93016925) × R
    2.86499999999634e-05 × 6371000     		dr = 182.529149999767m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35938294--0.35933500) × cos(-0.93014060) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.597721268614883 × 6371000     		do = 182.55946078032m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35938294--0.35933500) × cos(-0.93016925) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.597698299550306 × 6371000     		du = 182.552445436774m
  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(-0.93014060)-sin(-0.93016925))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.597721268614883-0.597698299550306)×R²
    abs(-0.35933500--0.35938294)×2.29690645765501e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.29690645765501e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.29690645765501e-05×40589641000000     		ar = 33321.7829505346m²