Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58091 / 90774
↖ ↑ ↗
← S 56.785836°
W 20.448303°		 ← 167.30 m → S 56.785836°
W 20.445557°		 →
↑
167.30 m
↓
↑
167.30 m
↓
S 56.787341°
W 20.448303°		 ← 167.30 m →
27 990 m²		 S 56.787341°
W 20.445557°
↙ ↓ ↘

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 58091 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 90774 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443202972412109 y=0.692554473876953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443202972412109 × 217)
    floor (0.443202972412109 × 131072)
    floor (58091.5)     		tx = 58091
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.692554473876953 × 217)
    floor (0.692554473876953 × 131072)
    floor (90774.5)     		ty = 90774
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58091 / 90774 ti = "17/58091/90774"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58091/90774.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58091 ÷ 217
    58091 ÷ 131072     		x = 0.443199157714844
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 90774 ÷ 217
    90774 ÷ 131072     		y = 0.692550659179688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443199157714844 × 2 - 1) × π
    -0.113601684570312 × 3.1415926535     		Λ = -0.35689022
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.692550659179688 × 2 - 1) × π
    -0.385101318359375 × 3.1415926535     		Φ = -1.20983147261098
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35689022} λ = -0.35689022}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.20983147261098))-π/2
    2×atan(0.298247538073663)-π/2
    2×0.289848256785005-π/2
    0.579696513570011-1.57079632675     		φ = -0.99109981
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35689022} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.448303°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.99109981 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -56.785836°
  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 58091 KachelY 90774 -0.35689022 -0.99109981 -20.448303 -56.785836
    Oben rechts KachelX + 1 58092 KachelY 90774 -0.35684228 -0.99109981 -20.445557 -56.785836
    Unten links KachelX 58091 KachelY + 1 90775 -0.35689022 -0.99112607 -20.448303 -56.787341
    Unten rechts KachelX + 1 58092 KachelY + 1 90775 -0.35684228 -0.99112607 -20.445557 -56.787341
  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(-0.99109981--0.99112607) × R
    2.62599999999447e-05 × 6371000     		dl = 167.302459999647m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.99109981--0.99112607) × R
    2.62599999999447e-05 × 6371000     		dr = 167.302459999647m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35689022--0.35684228) × cos(-0.99109981) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.547770059192759 × 6371000     		do = 167.303075678683m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35689022--0.35684228) × cos(-0.99112607) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.547748089128259 × 6371000     		du = 167.296365455475m
  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(-0.99109981)-sin(-0.99112607))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.547770059192759-0.547748089128259)×R²
    abs(-0.35684228--0.35689022)×2.19700645001097e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.19700645001097e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.19700645001097e-05×40589641000000     		ar = 27989.6548097307m²