Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58271 / 87776
↖ ↑ ↗
← S 51.998411°
W 19.953919°		 ← 188.05 m → S 51.998411°
W 19.951172°		 →
↑
188.01 m
↓
↑
188.01 m
↓
S 52.000101°
W 19.953919°		 ← 188.04 m →
35 353 m²		 S 52.000101°
W 19.951172°
↙ ↓ ↘

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 58271 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 87776 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444576263427734 y=0.669681549072266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444576263427734 × 217)
    floor (0.444576263427734 × 131072)
    floor (58271.5)     		tx = 58271
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.669681549072266 × 217)
    floor (0.669681549072266 × 131072)
    floor (87776.5)     		ty = 87776
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58271 / 87776 ti = "17/58271/87776"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58271/87776.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58271 ÷ 217
    58271 ÷ 131072     		x = 0.444572448730469
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 87776 ÷ 217
    87776 ÷ 131072     		y = 0.669677734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444572448730469 × 2 - 1) × π
    -0.110855102539062 × 3.1415926535     		Λ = -0.34826158
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.669677734375 × 2 - 1) × π
    -0.33935546875 × 3.1415926535     		Φ = -1.06611664755005
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34826158} λ = -0.34826158}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.06611664755005))-π/2
    2×atan(0.344343130093669)-π/2
    2×0.331626429918871-π/2
    0.663252859837743-1.57079632675     		φ = -0.90754347
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34826158} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.953919°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.90754347 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -51.998411°
  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 58271 KachelY 87776 -0.34826158 -0.90754347 -19.953919 -51.998411
    Oben rechts KachelX + 1 58272 KachelY 87776 -0.34821364 -0.90754347 -19.951172 -51.998411
    Unten links KachelX 58271 KachelY + 1 87777 -0.34826158 -0.90757298 -19.953919 -52.000101
    Unten rechts KachelX + 1 58272 KachelY + 1 87777 -0.34821364 -0.90757298 -19.951172 -52.000101
  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(-0.90754347--0.90757298) × R
    2.95099999999549e-05 × 6371000     		dl = 188.008209999712m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.90754347--0.90757298) × R
    2.95099999999549e-05 × 6371000     		dr = 188.008209999712m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34826158--0.34821364) × cos(-0.90754347) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.615683335324272 × 6371000     		do = 188.045538297178m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34826158--0.34821364) × cos(-0.90757298) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.615660081362869 × 6371000     		du = 188.038435938809m
  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(-0.90754347)-sin(-0.90757298))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.615683335324272-0.615660081362869)×R²
    abs(-0.34821364--0.34826158)×2.32539614035687e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.32539614035687e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.32539614035687e-05×40589641000000     		ar = 35353.4374054967m²