Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 8324 / 8034
↖ ↑ ↗
← N  3.469557°
E  2.900391°		 ← 2 438.74 m → N  3.469557°
E  2.922363°		 →
↑
2 438.82 m
↓
↑
2 438.82 m
↓
N  3.447625°
E  2.900391°		 ← 2 438.79 m →
5 947 706 m²		 N  3.447625°
E  2.922363°
↙ ↓ ↘

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 8324 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 8034 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.508087158203125 y=0.490386962890625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.508087158203125 × 214)
    floor (0.508087158203125 × 16384)
    floor (8324.5)     		tx = 8324
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.490386962890625 × 214)
    floor (0.490386962890625 × 16384)
    floor (8034.5)     		ty = 8034
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 8324 / 8034 ti = "14/8324/8034"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/8324/8034.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 8324 ÷ 214
    8324 ÷ 16384     		x = 0.508056640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 8034 ÷ 214
    8034 ÷ 16384     		y = 0.4903564453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.508056640625 × 2 - 1) × π
    0.01611328125 × 3.1415926535     		Λ = 0.05062137
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4903564453125 × 2 - 1) × π
    0.019287109375 × 3.1415926535     		Φ = 0.060592241119751
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05062137} λ = 0.05062137}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.060592241119751))-π/2
    2×atan(1.06246559606679)-π/2
    2×0.815675762659103-π/2
    1.63135152531821-1.57079632675     		φ = 0.06055520
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05062137} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 2.900391°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.06055520 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 3.469557°
  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 8324 KachelY 8034 0.05062137 0.06055520 2.900391 3.469557
    Oben rechts KachelX + 1 8325 KachelY 8034 0.05100486 0.06055520 2.922363 3.469557
    Unten links KachelX 8324 KachelY + 1 8035 0.05062137 0.06017240 2.900391 3.447625
    Unten rechts KachelX + 1 8325 KachelY + 1 8035 0.05100486 0.06017240 2.922363 3.447625
  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(0.06055520-0.06017240) × R
    0.000382800000000003 × 6371000     		dl = 2438.81880000002m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.06055520-0.06017240) × R
    0.000382800000000003 × 6371000     		dr = 2438.81880000002m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05062137-0.05100486) × cos(0.06055520) × R
    0.00038349 × 0.99816709407434 × 6371000     		do = 2438.73660713375m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05062137-0.05100486) × cos(0.06017240) × R
    0.00038349 × 0.9981901873064 × 6371000     		du = 2438.79302885987m
  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(0.06055520)-sin(0.06017240))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.99816709407434-0.9981901873064)×R²
    abs(0.05100486-0.05062137)×2.30932320597343e-05×R²
    0.00038349×2.30932320597343e-05×6371000²
    0.00038349×2.30932320597343e-05×40589641000000     		ar = 5947705.55953859m²