Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107516 / 42301
↖ ↑ ↗
← N 53.649522°
E115.301514°		 ← 181 m → N 53.649522°
E115.304260°		 →
↑
181 m
↓
↑
181 m
↓
N 53.647894°
E115.301514°		 ← 181 m →
32 761 m²		 N 53.647894°
E115.304260°
↙ ↓ ↘

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 107516 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42301 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.820285797119141 y=0.322734832763672 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.820285797119141 × 217)
    floor (0.820285797119141 × 131072)
    floor (107516.5)     		tx = 107516
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.322734832763672 × 217)
    floor (0.322734832763672 × 131072)
    floor (42301.5)     		ty = 42301
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107516 / 42301 ti = "17/107516/42301"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107516/42301.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107516 ÷ 217
    107516 ÷ 131072     		x = 0.820281982421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42301 ÷ 217
    42301 ÷ 131072     		y = 0.322731018066406
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.820281982421875 × 2 - 1) × π
    0.64056396484375 × 3.1415926535     		Λ = 2.01239105
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.322731018066406 × 2 - 1) × π
    0.354537963867188 × 3.1415926535     		Φ = 1.113813862672
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.01239105} λ = 2.01239105}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.113813862672))-π/2
    2×atan(3.04595311693507)-π/2
    2×1.25357856385096-π/2
    2.50715712770191-1.57079632675     		φ = 0.93636080
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.01239105} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 115.301514°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93636080 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.649522°
  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 107516 KachelY 42301 2.01239105 0.93636080 115.301514 53.649522
    Oben rechts KachelX + 1 107517 KachelY 42301 2.01243898 0.93636080 115.304260 53.649522
    Unten links KachelX 107516 KachelY + 1 42302 2.01239105 0.93633239 115.301514 53.647894
    Unten rechts KachelX + 1 107517 KachelY + 1 42302 2.01243898 0.93633239 115.304260 53.647894
  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(0.93636080-0.93633239) × R
    2.84099999999787e-05 × 6371000     		dl = 181.000109999864m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93636080-0.93633239) × R
    2.84099999999787e-05 × 6371000     		dr = 181.000109999864m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.01239105-2.01243898) × cos(0.93636080) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.592722978477027 × 6371000     		do = 180.995091935502m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.01239105-2.01243898) × cos(0.93633239) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.592745859833675 × 6371000     		du = 181.002079033017m
  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(0.93636080)-sin(0.93633239))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.592722978477027-0.592745859833675)×R²
    abs(2.01243898-2.01239105)×2.28813566478525e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.28813566478525e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.28813566478525e-05×40589641000000     		ar = 32760.7638846798m²