Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58293 / 89291
↖ ↑ ↗
← S 54.487591°
W 19.893493°		 ← 177.38 m → S 54.487591°
W 19.890747°		 →
↑
177.37 m
↓
↑
177.37 m
↓
S 54.489186°
W 19.893493°		 ← 177.37 m →
31 461 m²		 S 54.489186°
W 19.890747°
↙ ↓ ↘

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 58293 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 89291 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444744110107422 y=0.681240081787109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444744110107422 × 217)
    floor (0.444744110107422 × 131072)
    floor (58293.5)     		tx = 58293
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.681240081787109 × 217)
    floor (0.681240081787109 × 131072)
    floor (89291.5)     		ty = 89291
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58293 / 89291 ti = "17/58293/89291"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58293/89291.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58293 ÷ 217
    58293 ÷ 131072     		x = 0.444740295410156
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 89291 ÷ 217
    89291 ÷ 131072     		y = 0.681236267089844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444740295410156 × 2 - 1) × π
    -0.110519409179688 × 3.1415926535     		Λ = -0.34720696
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.681236267089844 × 2 - 1) × π
    -0.362472534179688 × 3.1415926535     		Φ = -1.13874105047443
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34720696} λ = -0.34720696}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.13874105047443))-π/2
    2×atan(0.320221911377684)-π/2
    2×0.309904229993361-π/2
    0.619808459986721-1.57079632675     		φ = -0.95098787
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34720696} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.893493°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.95098787 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.487591°
  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 58293 KachelY 89291 -0.34720696 -0.95098787 -19.893493 -54.487591
    Oben rechts KachelX + 1 58294 KachelY 89291 -0.34715903 -0.95098787 -19.890747 -54.487591
    Unten links KachelX 58293 KachelY + 1 89292 -0.34720696 -0.95101571 -19.893493 -54.489186
    Unten rechts KachelX + 1 58294 KachelY + 1 89292 -0.34715903 -0.95101571 -19.890747 -54.489186
  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(-0.95098787--0.95101571) × R
    2.78400000000012e-05 × 6371000     		dl = 177.368640000008m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.95098787--0.95101571) × R
    2.78400000000012e-05 × 6371000     		dr = 177.368640000008m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34720696--0.34715903) × cos(-0.95098787) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.580879256991363 × 6371000     		do = 177.378469099883m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34720696--0.34715903) × cos(-0.95101571) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.580856595292032 × 6371000     		du = 177.371549077372m
  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(-0.95098787)-sin(-0.95101571))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.580879256991363-0.580856595292032)×R²
    abs(-0.34715903--0.34720696)×2.26616993311834e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.26616993311834e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.26616993311834e-05×40589641000000     		ar = 31460.7641339233m²