Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107563 / 50215
↖ ↑ ↗
← N 38.739088°
E115.430603°		 ← 238.23 m → N 38.739088°
E115.433350°		 →
↑
238.21 m
↓
↑
238.21 m
↓
N 38.736946°
E115.430603°		 ← 238.24 m →
56 751 m²		 N 38.736946°
E115.433350°
↙ ↓ ↘

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 107563 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 50215 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.820644378662109 y=0.383113861083984 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.820644378662109 × 217)
    floor (0.820644378662109 × 131072)
    floor (107563.5)     		tx = 107563
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.383113861083984 × 217)
    floor (0.383113861083984 × 131072)
    floor (50215.5)     		ty = 50215
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107563 / 50215 ti = "17/107563/50215"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107563/50215.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107563 ÷ 217
    107563 ÷ 131072     		x = 0.820640563964844
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 50215 ÷ 217
    50215 ÷ 131072     		y = 0.383110046386719
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.820640563964844 × 2 - 1) × π
    0.641281127929688 × 3.1415926535     		Λ = 2.01464408
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.383110046386719 × 2 - 1) × π
    0.233779907226562 × 3.1415926535     		Φ = 0.73444123907888
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.01464408} λ = 2.01464408}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.73444123907888))-π/2
    2×atan(2.08431703216338)-π/2
    2×1.12346048465528-π/2
    2.24692096931055-1.57079632675     		φ = 0.67612464
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.01464408} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 115.430603°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.67612464 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 38.739088°
  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 107563 KachelY 50215 2.01464408 0.67612464 115.430603 38.739088
    Oben rechts KachelX + 1 107564 KachelY 50215 2.01469202 0.67612464 115.433350 38.739088
    Unten links KachelX 107563 KachelY + 1 50216 2.01464408 0.67608725 115.430603 38.736946
    Unten rechts KachelX + 1 107564 KachelY + 1 50216 2.01469202 0.67608725 115.433350 38.736946
  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(0.67612464-0.67608725) × R
    3.7390000000026e-05 × 6371000     		dl = 238.211690000166m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.67612464-0.67608725) × R
    3.7390000000026e-05 × 6371000     		dr = 238.211690000166m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.01464408-2.01469202) × cos(0.67612464) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.780003673037381 × 6371000     		do = 238.233199040004m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.01464408-2.01469202) × cos(0.67608725) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.780027070216991 × 6371000     		du = 238.2403451409m
  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(0.67612464)-sin(0.67608725))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.780003673037381-0.780027070216991)×R²
    abs(2.01469202-2.01464408)×2.33971796100851e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.33971796100851e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.33971796100851e-05×40589641000000     		ar = 56750.7841062669m²