Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 64554 / 66570
↖ ↑ ↗
← S  2.838804°
W  2.697144°		 ← 305.05 m → S  2.838804°
W  2.694397°		 →
↑
305.04 m
↓
↑
305.04 m
↓
S  2.841547°
W  2.697144°		 ← 305.05 m →
93 054 m²		 S  2.841547°
W  2.694397°
↙ ↓ ↘

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 64554 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 66570 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.492511749267578 y=0.507892608642578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.492511749267578 × 217)
    floor (0.492511749267578 × 131072)
    floor (64554.5)     		tx = 64554
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.507892608642578 × 217)
    floor (0.507892608642578 × 131072)
    floor (66570.5)     		ty = 66570
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 64554 / 66570 ti = "17/64554/66570"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/64554/66570.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 64554 ÷ 217
    64554 ÷ 131072     		x = 0.492507934570312
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 66570 ÷ 217
    66570 ÷ 131072     		y = 0.507888793945312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.492507934570312 × 2 - 1) × π
    -0.014984130859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.04707404
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.507888793945312 × 2 - 1) × π
    -0.015777587890625 × 3.1415926535     		Φ = -0.0495667542071381
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.04707404} λ = -0.04707404}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.0495667542071381))-π/2
    2×atan(0.951641629933613)-π/2
    2×0.760624928292666-π/2
    1.52124985658533-1.57079632675     		φ = -0.04954647
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.04707404} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -2.697144°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.04954647 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -2.838804°
  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 64554 KachelY 66570 -0.04707404 -0.04954647 -2.697144 -2.838804
    Oben rechts KachelX + 1 64555 KachelY 66570 -0.04702610 -0.04954647 -2.694397 -2.838804
    Unten links KachelX 64554 KachelY + 1 66571 -0.04707404 -0.04959435 -2.697144 -2.841547
    Unten rechts KachelX + 1 64555 KachelY + 1 66571 -0.04702610 -0.04959435 -2.694397 -2.841547
  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(-0.04954647--0.04959435) × R
    4.78800000000001e-05 × 6371000     		dl = 305.043480000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.04954647--0.04959435) × R
    4.78800000000001e-05 × 6371000     		dr = 305.043480000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.04707404--0.04702610) × cos(-0.04954647) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.998772824730629 × 6371000     		do = 305.050929085219m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.04707404--0.04702610) × cos(-0.04959435) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.998770452271288 × 6371000     		du = 305.05020447507m
  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(-0.04954647)-sin(-0.04959435))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.998772824730629-0.998770452271288)×R²
    abs(-0.04702610--0.04707404)×2.37245934076036e-06×R²
    4.79399999999963e-05×2.37245934076036e-06×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.37245934076036e-06×40589641000000     		ar = 93053.6864843735m²