Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 10376 / 6024
↖ ↑ ↗
← N 81.194695°
W123.002930°		 ← 93.50 m → N 81.194695°
W122.997437°		 →
↑
93.46 m
↓
↑
93.46 m
↓
N 81.193854°
W123.002930°		 ← 93.51 m →
8 739 m²		 N 81.193854°
W122.997437°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 10376 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 6024 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.158332824707031 y=0.0919265747070312 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.158332824707031 × 216)
    floor (0.158332824707031 × 65536)
    floor (10376.5)     		tx = 10376
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0919265747070312 × 216)
    floor (0.0919265747070312 × 65536)
    floor (6024.5)     		ty = 6024
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 10376 / 6024 ti = "16/10376/6024"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/10376/6024.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 10376 ÷ 216
    10376 ÷ 65536     		x = 0.1583251953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 6024 ÷ 216
    6024 ÷ 65536     		y = 0.0919189453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.1583251953125 × 2 - 1) × π
    -0.683349609375 × 3.1415926535     		Λ = -2.14680611
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0919189453125 × 2 - 1) × π
    0.816162109375 × 3.1415926535     		Φ = 2.56404888687756
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.14680611} λ = -2.14680611}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.56404888687756))-π/2
    2×atan(12.988299151334)-π/2
    2×1.49395554536276-π/2
    2.98791109072552-1.57079632675     		φ = 1.41711476
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.14680611} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -123.002930°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41711476 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.194695°
  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 10376 KachelY 6024 -2.14680611 1.41711476 -123.002930 81.194695
    Oben rechts KachelX + 1 10377 KachelY 6024 -2.14671024 1.41711476 -122.997437 81.194695
    Unten links KachelX 10376 KachelY + 1 6025 -2.14680611 1.41710009 -123.002930 81.193854
    Unten rechts KachelX + 1 10377 KachelY + 1 6025 -2.14671024 1.41710009 -122.997437 81.193854
  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(1.41711476-1.41710009) × R
    1.46700000001054e-05 × 6371000     		dl = 93.4625700006717m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41711476-1.41710009) × R
    1.46700000001054e-05 × 6371000     		dr = 93.4625700006717m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.14680611--2.14671024) × cos(1.41711476) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.153077338282503 × 6371000     		do = 93.4977660871034m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.14680611--2.14671024) × cos(1.41710009) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.153091835368518 × 6371000     		du = 93.5066207299424m
  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(1.41711476)-sin(1.41710009))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.153077338282503-0.153091835368518)×R²
    abs(-2.14671024--2.14680611)×1.44970860156135e-05×R²
    9.58699999999979e-05×1.44970860156135e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×1.44970860156135e-05×40589641000000     		ar = 8738.9552968979m²