Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 8253 / 5595
↖ ↑ ↗
← N 49.453843°
E  1.340332°		 ← 1 588.24 m → N 49.453843°
E  1.362305°		 →
↑
1 588.48 m
↓
↑
1 588.48 m
↓
N 49.439557°
E  1.340332°		 ← 1 588.70 m →
2 523 253 m²		 N 49.439557°
E  1.362305°
↙ ↓ ↘

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 8253 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5595 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.503753662109375 y=0.341522216796875 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.503753662109375 × 214)
    floor (0.503753662109375 × 16384)
    floor (8253.5)     		tx = 8253
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.341522216796875 × 214)
    floor (0.341522216796875 × 16384)
    floor (5595.5)     		ty = 5595
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 8253 / 5595 ti = "14/8253/5595"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/8253/5595.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 8253 ÷ 214
    8253 ÷ 16384     		x = 0.50372314453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5595 ÷ 214
    5595 ÷ 16384     		y = 0.34149169921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.50372314453125 × 2 - 1) × π
    0.0074462890625 × 3.1415926535     		Λ = 0.02339321
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.34149169921875 × 2 - 1) × π
    0.3170166015625 × 3.1415926535     		Φ = 0.995937026506287
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.02339321} λ = 0.02339321}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.995937026506287))-π/2
    2×atan(2.70725992744963)-π/2
    2×1.21696435390524-π/2
    2.43392870781048-1.57079632675     		φ = 0.86313238
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.02339321} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 1.340332°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.86313238 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 49.453843°
  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 8253 KachelY 5595 0.02339321 0.86313238 1.340332 49.453843
    Oben rechts KachelX + 1 8254 KachelY 5595 0.02377670 0.86313238 1.362305 49.453843
    Unten links KachelX 8253 KachelY + 1 5596 0.02339321 0.86288305 1.340332 49.439557
    Unten rechts KachelX + 1 8254 KachelY + 1 5596 0.02377670 0.86288305 1.362305 49.439557
  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(0.86313238-0.86288305) × R
    0.000249330000000048 × 6371000     		dl = 1588.4814300003m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.86313238-0.86288305) × R
    0.000249330000000048 × 6371000     		dr = 1588.4814300003m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.02339321-0.02377670) × cos(0.86313238) × R
    0.00038349 × 0.650060420367034 × 6371000     		do = 1588.23723343436m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.02339321-0.02377670) × cos(0.86288305) × R
    0.00038349 × 0.650249861669064 × 6371000     		du = 1588.70007922531m
  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(0.86313238)-sin(0.86288305))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.650060420367034-0.650249861669064)×R²
    abs(0.02377670-0.02339321)×0.000189441302030136×R²
    0.00038349×0.000189441302030136×6371000²
    0.00038349×0.000189441302030136×40589641000000     		ar = 2523252.97578892m²