Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 7945 / 7941
↖ ↑ ↗
← N  5.506640°
W  5.427246°		 ← 2 431.94 m → N  5.506640°
W  5.405274°		 →
↑
2 432 m
↓
↑
2 432 m
↓
N  5.484768°
W  5.427246°		 ← 2 432.03 m →
5 914 590 m²		 N  5.484768°
W  5.405274°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 7945 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 7941 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.484954833984375 y=0.484710693359375 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.484954833984375 × 214)
    floor (0.484954833984375 × 16384)
    floor (7945.5)     		tx = 7945
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.484710693359375 × 214)
    floor (0.484710693359375 × 16384)
    floor (7941.5)     		ty = 7941
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 7945 / 7941 ti = "14/7945/7941"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/7945/7941.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 7945 ÷ 214
    7945 ÷ 16384     		x = 0.48492431640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 7941 ÷ 214
    7941 ÷ 16384     		y = 0.48468017578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.48492431640625 × 2 - 1) × π
    -0.0301513671875 × 3.1415926535     		Λ = -0.09472331
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.48468017578125 × 2 - 1) × π
    0.0306396484375 × 3.1415926535     		Φ = 0.0962572944370728
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.09472331} λ = -0.09472331}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.0962572944370728))-π/2
    2×atan(1.10104231961619)-π/2
    2×0.8334526599153-π/2
    1.6669053198306-1.57079632675     		φ = 0.09610899
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.09472331} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -5.427246°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.09610899 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 5.506640°
  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 7945 KachelY 7941 -0.09472331 0.09610899 -5.427246 5.506640
    Oben rechts KachelX + 1 7946 KachelY 7941 -0.09433982 0.09610899 -5.405274 5.506640
    Unten links KachelX 7945 KachelY + 1 7942 -0.09472331 0.09572726 -5.427246 5.484768
    Unten rechts KachelX + 1 7946 KachelY + 1 7942 -0.09433982 0.09572726 -5.405274 5.484768
  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(0.09610899-0.09572726) × R
    0.000381730000000011 × 6371000     		dl = 2432.00183000007m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.09610899-0.09572726) × R
    0.000381730000000011 × 6371000     		dr = 2432.00183000007m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.09472331--0.09433982) × cos(0.09610899) × R
    0.00038349 × 0.995385084968799 × 6371000     		do = 2431.93956134118m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.09472331--0.09433982) × cos(0.09572726) × R
    0.00038349 × 0.995421643675772 × 6371000     		du = 2432.02888211476m
  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(0.09610899)-sin(0.09572726))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.995385084968799-0.995421643675772)×R²
    abs(-0.09433982--0.09472331)×3.65587069732776e-05×R²
    0.00038349×3.65587069732776e-05×6371000²
    0.00038349×3.65587069732776e-05×40589641000000     		ar = 5914590.14959553m²