Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58167 / 88955
↖ ↑ ↗
← S 53.948004°
W 20.239563°		 ← 179.71 m → S 53.948004°
W 20.236817°		 →
↑
179.73 m
↓
↑
179.73 m
↓
S 53.949621°
W 20.239563°		 ← 179.70 m →
32 298 m²		 S 53.949621°
W 20.236817°
↙ ↓ ↘

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 58167 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 88955 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443782806396484 y=0.678676605224609 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443782806396484 × 217)
    floor (0.443782806396484 × 131072)
    floor (58167.5)     		tx = 58167
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.678676605224609 × 217)
    floor (0.678676605224609 × 131072)
    floor (88955.5)     		ty = 88955
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58167 / 88955 ti = "17/58167/88955"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58167/88955.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58167 ÷ 217
    58167 ÷ 131072     		x = 0.443778991699219
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 88955 ÷ 217
    88955 ÷ 131072     		y = 0.678672790527344
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443778991699219 × 2 - 1) × π
    -0.112442016601562 × 3.1415926535     		Λ = -0.35324701
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.678672790527344 × 2 - 1) × π
    -0.357345581054688 × 3.1415926535     		Φ = -1.1226342522021
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35324701} λ = -0.35324701}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.1226342522021))-π/2
    2×atan(0.32542142243634)-π/2
    2×0.314613014035212-π/2
    0.629226028070423-1.57079632675     		φ = -0.94157030
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35324701} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.239563°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.94157030 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -53.948004°
  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 58167 KachelY 88955 -0.35324701 -0.94157030 -20.239563 -53.948004
    Oben rechts KachelX + 1 58168 KachelY 88955 -0.35319908 -0.94157030 -20.236817 -53.948004
    Unten links KachelX 58167 KachelY + 1 88956 -0.35324701 -0.94159851 -20.239563 -53.949621
    Unten rechts KachelX + 1 58168 KachelY + 1 88956 -0.35319908 -0.94159851 -20.236817 -53.949621
  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(-0.94157030--0.94159851) × R
    2.8210000000084e-05 × 6371000     		dl = 179.725910000535m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.94157030--0.94159851) × R
    2.8210000000084e-05 × 6371000     		dr = 179.725910000535m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35324701--0.35319908) × cos(-0.94157030) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.588519189905273 × 6371000     		do = 179.711414523331m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35324701--0.35319908) × cos(-0.94159851) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.588496382358662 × 6371000     		du = 179.704449964599m
  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(-0.94157030)-sin(-0.94159851))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.588519189905273-0.588496382358662)×R²
    abs(-0.35319908--0.35324701)×2.28075466103261e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.28075466103261e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.28075466103261e-05×40589641000000     		ar = 32298.1716591717m²