Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58163 / 88947
↖ ↑ ↗
← S 53.935071°
W 20.250549°		 ← 179.80 m → S 53.935071°
W 20.247803°		 →
↑
179.79 m
↓
↑
179.79 m
↓
S 53.936688°
W 20.250549°		 ← 179.80 m →
32 326 m²		 S 53.936688°
W 20.247803°
↙ ↓ ↘

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 58163 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 88947 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443752288818359 y=0.678615570068359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443752288818359 × 217)
    floor (0.443752288818359 × 131072)
    floor (58163.5)     		tx = 58163
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.678615570068359 × 217)
    floor (0.678615570068359 × 131072)
    floor (88947.5)     		ty = 88947
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58163 / 88947 ti = "17/58163/88947"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58163/88947.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58163 ÷ 217
    58163 ÷ 131072     		x = 0.443748474121094
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 88947 ÷ 217
    88947 ÷ 131072     		y = 0.678611755371094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443748474121094 × 2 - 1) × π
    -0.112503051757812 × 3.1415926535     		Λ = -0.35343876
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.678611755371094 × 2 - 1) × π
    -0.357223510742188 × 3.1415926535     		Φ = -1.12225075700513
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35343876} λ = -0.35343876}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.12225075700513))-π/2
    2×atan(0.325546243921523)-π/2
    2×0.31472587867168-π/2
    0.629451757343359-1.57079632675     		φ = -0.94134457
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35343876} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.250549°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94134457 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.935071°
  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 58163 KachelY 88947 -0.35343876 -0.94134457 -20.250549 -53.935071
    Oben rechts KachelX + 1 58164 KachelY 88947 -0.35339082 -0.94134457 -20.247803 -53.935071
    Unten links KachelX 58163 KachelY + 1 88948 -0.35343876 -0.94137279 -20.250549 -53.936688
    Unten rechts KachelX + 1 58164 KachelY + 1 88948 -0.35339082 -0.94137279 -20.247803 -53.936688
  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(-0.94134457--0.94137279) × R
    2.82199999999122e-05 × 6371000     		dl = 179.789619999441m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94134457--0.94137279) × R
    2.82199999999122e-05 × 6371000     		dr = 179.789619999441m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35343876--0.35339082) × cos(-0.94134457) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.588701673833695 × 6371000     		do = 179.804644369985m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35343876--0.35339082) × cos(-0.94137279) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.588678861951521 × 6371000     		du = 179.797677033991m
  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(-0.94134457)-sin(-0.94137279))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.588701673833695-0.588678861951521)×R²
    abs(-0.35339082--0.35343876)×2.28118821737899e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.28118821737899e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.28118821737899e-05×40589641000000     		ar = 32326.382360354m²