Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 59354 / 89385
↖ ↑ ↗
← S 54.637287°
W 16.979370°		 ← 176.73 m → S 54.637287°
W 16.976624°		 →
↑
176.73 m
↓
↑
176.73 m
↓
S 54.638876°
W 16.979370°		 ← 176.72 m →
31 233 m²		 S 54.638876°
W 16.976624°
↙ ↓ ↘

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 59354 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 89385 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.452838897705078 y=0.681957244873047 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.452838897705078 × 217)
    floor (0.452838897705078 × 131072)
    floor (59354.5)     		tx = 59354
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.681957244873047 × 217)
    floor (0.681957244873047 × 131072)
    floor (89385.5)     		ty = 89385
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 59354 / 89385 ti = "17/59354/89385"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/59354/89385.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 59354 ÷ 217
    59354 ÷ 131072     		x = 0.452835083007812
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 89385 ÷ 217
    89385 ÷ 131072     		y = 0.681953430175781
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.452835083007812 × 2 - 1) × π
    -0.094329833984375 × 3.1415926535     		Λ = -0.29634591
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.681953430175781 × 2 - 1) × π
    -0.363906860351562 × 3.1415926535     		Φ = -1.14324711903872
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.29634591} λ = -0.29634591}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.14324711903872))-π/2
    2×atan(0.318782215609195)-π/2
    2×0.308597887824596-π/2
    0.617195775649193-1.57079632675     		φ = -0.95360055
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.29634591} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -16.979370°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.95360055 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -54.637287°
  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 59354 KachelY 89385 -0.29634591 -0.95360055 -16.979370 -54.637287
    Oben rechts KachelX + 1 59355 KachelY 89385 -0.29629798 -0.95360055 -16.976624 -54.637287
    Unten links KachelX 59354 KachelY + 1 89386 -0.29634591 -0.95362829 -16.979370 -54.638876
    Unten rechts KachelX + 1 59355 KachelY + 1 89386 -0.29629798 -0.95362829 -16.976624 -54.638876
  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(-0.95360055--0.95362829) × R
    2.77400000000538e-05 × 6371000     		dl = 176.731540000343m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.95360055--0.95362829) × R
    2.77400000000538e-05 × 6371000     		dr = 176.731540000343m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.29634591--0.29629798) × cos(-0.95360055) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.578750582141962 × 6371000     		do = 176.728452626455m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.29634591--0.29629798) × cos(-0.95362829) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.578727959821496 × 6371000     		du = 176.721544628754m
  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(-0.95360055)-sin(-0.95362829))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.578750582141962-0.578727959821496)×R²
    abs(-0.29629798--0.29634591)×2.26223204654596e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.26223204654596e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.26223204654596e-05×40589641000000     		ar = 31232.8811661455m²