Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 101616 / 98545
↖ ↑ ↗
← S 66.775669°
E 99.096680°		 ← 120.44 m → S 66.775669°
E 99.099427°		 →
↑
120.41 m
↓
↑
120.41 m
↓
S 66.776752°
E 99.096680°		 ← 120.43 m →
14 502 m²		 S 66.776752°
E 99.099427°
↙ ↓ ↘

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 101616 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 98545 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.775272369384766 y=0.751842498779297 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.775272369384766 × 217)
    floor (0.775272369384766 × 131072)
    floor (101616.5)     		tx = 101616
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.751842498779297 × 217)
    floor (0.751842498779297 × 131072)
    floor (98545.5)     		ty = 98545
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 101616 / 98545 ti = "17/101616/98545"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/101616/98545.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 101616 ÷ 217
    101616 ÷ 131072     		x = 0.7752685546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 98545 ÷ 217
    98545 ÷ 131072     		y = 0.751838684082031
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.7752685546875 × 2 - 1) × π
    0.550537109375 × 3.1415926535     		Λ = 1.72956334
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.751838684082031 × 2 - 1) × π
    -0.503677368164062 × 3.1415926535     		Φ = -1.58234911955843
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.72956334} λ = 1.72956334}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.58234911955843))-π/2
    2×atan(0.205491805951032)-π/2
    2×0.202670522541912-π/2
    0.405341045083824-1.57079632675     		φ = -1.16545528
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.72956334} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 99.096680°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.16545528 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -66.775669°
  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 101616 KachelY 98545 1.72956334 -1.16545528 99.096680 -66.775669
    Oben rechts KachelX + 1 101617 KachelY 98545 1.72961128 -1.16545528 99.099427 -66.775669
    Unten links KachelX 101616 KachelY + 1 98546 1.72956334 -1.16547418 99.096680 -66.776752
    Unten rechts KachelX + 1 101617 KachelY + 1 98546 1.72961128 -1.16547418 99.099427 -66.776752
  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(-1.16545528--1.16547418) × R
    1.88999999999329e-05 × 6371000     		dl = 120.411899999572m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.16545528--1.16547418) × R
    1.88999999999329e-05 × 6371000     		dr = 120.411899999572m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.72956334-1.72961128) × cos(-1.16545528) × R
    4.79400000001906e-05 × 0.394332194376704 × 6371000     		do = 120.439202273807m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.72956334-1.72961128) × cos(-1.16547418) × R
    4.79400000001906e-05 × 0.394314825811739 × 6371000     		du = 120.433897467m
  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(-1.16545528)-sin(-1.16547418))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.394332194376704-0.394314825811739)×R²
    abs(1.72961128-1.72956334)×1.73685649648703e-05×R²
    4.79400000001906e-05×1.73685649648703e-05×6371000²
    4.79400000001906e-05×1.73685649648703e-05×40589641000000     		ar = 14501.9937997553m²