Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58154 / 88954
↖ ↑ ↗
← S 53.946388°
W 20.275268°		 ← 179.72 m → S 53.946388°
W 20.272522°		 →
↑
179.73 m
↓
↑
179.73 m
↓
S 53.948004°
W 20.275268°		 ← 179.71 m →
32 299 m²		 S 53.948004°
W 20.272522°
↙ ↓ ↘

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 58154 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 88954 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443683624267578 y=0.678668975830078 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443683624267578 × 217)
    floor (0.443683624267578 × 131072)
    floor (58154.5)     		tx = 58154
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.678668975830078 × 217)
    floor (0.678668975830078 × 131072)
    floor (88954.5)     		ty = 88954
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58154 / 88954 ti = "17/58154/88954"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58154/88954.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58154 ÷ 217
    58154 ÷ 131072     		x = 0.443679809570312
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 88954 ÷ 217
    88954 ÷ 131072     		y = 0.678665161132812
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443679809570312 × 2 - 1) × π
    -0.112640380859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.35387019
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.678665161132812 × 2 - 1) × π
    -0.357330322265625 × 3.1415926535     		Φ = -1.12258631530248
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35387019} λ = -0.35387019}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.12258631530248))-π/2
    2×atan(0.325437022504308)-π/2
    2×0.314627120201249-π/2
    0.629254240402498-1.57079632675     		φ = -0.94154209
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35387019} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.275268°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94154209 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.946388°
  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 58154 KachelY 88954 -0.35387019 -0.94154209 -20.275268 -53.946388
    Oben rechts KachelX + 1 58155 KachelY 88954 -0.35382226 -0.94154209 -20.272522 -53.946388
    Unten links KachelX 58154 KachelY + 1 88955 -0.35387019 -0.94157030 -20.275268 -53.948004
    Unten rechts KachelX + 1 58155 KachelY + 1 88955 -0.35382226 -0.94157030 -20.272522 -53.948004
  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(-0.94154209--0.94157030) × R
    2.8209999999973e-05 × 6371000     		dl = 179.725909999828m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94154209--0.94157030) × R
    2.8209999999973e-05 × 6371000     		dr = 179.725909999828m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35387019--0.35382226) × cos(-0.94154209) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.588541996983537 × 6371000     		do = 179.718378939049m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35387019--0.35382226) × cos(-0.94157030) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.588519189905273 × 6371000     		du = 179.711414523331m
  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(-0.94154209)-sin(-0.94157030))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.588541996983537-0.588519189905273)×R²
    abs(-0.35382226--0.35387019)×2.28070782642975e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.28070782642975e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.28070782642975e-05×40589641000000     		ar = 32299.4233576488m²