Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58886 / 87370
↖ ↑ ↗
← S 51.306579°
W 18.264770°		 ← 190.90 m → S 51.306579°
W 18.262024°		 →
↑
190.94 m
↓
↑
190.94 m
↓
S 51.308297°
W 18.264770°		 ← 190.89 m →
36 449 m²		 S 51.308297°
W 18.262024°
↙ ↓ ↘

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 58886 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 87370 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.449268341064453 y=0.666584014892578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.449268341064453 × 217)
    floor (0.449268341064453 × 131072)
    floor (58886.5)     		tx = 58886
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.666584014892578 × 217)
    floor (0.666584014892578 × 131072)
    floor (87370.5)     		ty = 87370
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58886 / 87370 ti = "17/58886/87370"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58886/87370.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58886 ÷ 217
    58886 ÷ 131072     		x = 0.449264526367188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 87370 ÷ 217
    87370 ÷ 131072     		y = 0.666580200195312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.449264526367188 × 2 - 1) × π
    -0.101470947265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.31878038
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.666580200195312 × 2 - 1) × π
    -0.333160400390625 × 3.1415926535     		Φ = -1.04665426630431
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.31878038} λ = -0.31878038}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.04665426630431))-π/2
    2×atan(0.351110508405914)-π/2
    2×0.337663793686386-π/2
    0.675327587372772-1.57079632675     		φ = -0.89546874
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.31878038} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.264770°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.89546874 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -51.306579°
  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 58886 KachelY 87370 -0.31878038 -0.89546874 -18.264770 -51.306579
    Oben rechts KachelX + 1 58887 KachelY 87370 -0.31873245 -0.89546874 -18.262024 -51.306579
    Unten links KachelX 58886 KachelY + 1 87371 -0.31878038 -0.89549871 -18.264770 -51.308297
    Unten rechts KachelX + 1 58887 KachelY + 1 87371 -0.31873245 -0.89549871 -18.262024 -51.308297
  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(-0.89546874--0.89549871) × R
    2.99700000000458e-05 × 6371000     		dl = 190.938870000292m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.89546874--0.89549871) × R
    2.99700000000458e-05 × 6371000     		dr = 190.938870000292m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.31878038--0.31873245) × cos(-0.89546874) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.625153032481164 × 6371000     		do = 190.897999059m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.31878038--0.31873245) × cos(-0.89549871) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.625129640549443 × 6371000     		du = 190.890856051244m
  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(-0.89546874)-sin(-0.89549871))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.625153032481164-0.625129640549443)×R²
    abs(-0.31873245--0.31878038)×2.33919317211839e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.33919317211839e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.33919317211839e-05×40589641000000     		ar = 36449.1662895571m²