Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 10311 / 2374
↖ ↑ ↗
← N 77.739618°
E 46.560058°		 ← 518.84 m → N 77.739618°
E 46.582031°		 →
↑
518.92 m
↓
↑
518.92 m
↓
N 77.734951°
E 46.560058°		 ← 519.04 m →
269 287 m²		 N 77.734951°
E 46.582031°
↙ ↓ ↘

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 10311 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2374 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.629364013671875 y=0.144927978515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.629364013671875 × 214)
    floor (0.629364013671875 × 16384)
    floor (10311.5)     		tx = 10311
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.144927978515625 × 214)
    floor (0.144927978515625 × 16384)
    floor (2374.5)     		ty = 2374
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 10311 / 2374 ti = "14/10311/2374"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/10311/2374.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 10311 ÷ 214
    10311 ÷ 16384     		x = 0.62933349609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2374 ÷ 214
    2374 ÷ 16384     		y = 0.1448974609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62933349609375 × 2 - 1) × π
    0.2586669921875 × 3.1415926535     		Λ = 0.81262632
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.1448974609375 × 2 - 1) × π
    0.710205078125 × 3.1415926535     		Φ = 2.23117505591589
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.81262632} λ = 0.81262632}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.23117505591589))-π/2
    2×atan(9.31080036507766)-π/2
    2×1.46380430873265-π/2
    2.9276086174653-1.57079632675     		φ = 1.35681229
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.81262632} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 46.560058°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35681229 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.739618°
  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 10311 KachelY 2374 0.81262632 1.35681229 46.560058 77.739618
    Oben rechts KachelX + 1 10312 KachelY 2374 0.81300982 1.35681229 46.582031 77.739618
    Unten links KachelX 10311 KachelY + 1 2375 0.81262632 1.35673084 46.560058 77.734951
    Unten rechts KachelX + 1 10312 KachelY + 1 2375 0.81300982 1.35673084 46.582031 77.734951
  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(1.35681229-1.35673084) × R
    8.14499999999274e-05 × 6371000     		dl = 518.917949999538m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35681229-1.35673084) × R
    8.14499999999274e-05 × 6371000     		dr = 518.917949999538m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.81262632-0.81300982) × cos(1.35681229) × R
    0.000383499999999981 × 0.21235474629617 × 6371000     		do = 518.84178599836m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.81262632-0.81300982) × cos(1.35673084) × R
    0.000383499999999981 × 0.21243433793247 × 6371000     		du = 519.036250532113m
  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(1.35681229)-sin(1.35673084))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.21235474629617-0.21243433793247)×R²
    abs(0.81300982-0.81262632)×7.95916363006965e-05×R²
    0.000383499999999981×7.95916363006965e-05×6371000²
    0.000383499999999981×7.95916363006965e-05×40589641000000     		ar = 269286.771682619m²