Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 107925 / 42183
↖ ↑ ↗
← N 53.841184°
E116.424866°		 ← 180.17 m → N 53.841184°
E116.427612°		 →
↑
180.24 m
↓
↑
180.24 m
↓
N 53.839563°
E116.424866°		 ← 180.18 m →
32 474 m²		 N 53.839563°
E116.427612°
↙ ↓ ↘

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 107925 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42183 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.823406219482422 y=0.321834564208984 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.823406219482422 × 217)
    floor (0.823406219482422 × 131072)
    floor (107925.5)     		tx = 107925
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.321834564208984 × 217)
    floor (0.321834564208984 × 131072)
    floor (42183.5)     		ty = 42183
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 107925 / 42183 ti = "17/107925/42183"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/107925/42183.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 107925 ÷ 217
    107925 ÷ 131072     		x = 0.823402404785156
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42183 ÷ 217
    42183 ÷ 131072     		y = 0.321830749511719
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.823402404785156 × 2 - 1) × π
    0.646804809570312 × 3.1415926535     		Λ = 2.03199724
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.321830749511719 × 2 - 1) × π
    0.356338500976562 × 3.1415926535     		Φ = 1.11947041682717
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.03199724} λ = 2.03199724}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.11947041682717))-π/2
    2×atan(3.06323153778586)-π/2
    2×1.25525113267398-π/2
    2.51050226534795-1.57079632675     		φ = 0.93970594
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.03199724} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 116.424866°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93970594 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.841184°
  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 107925 KachelY 42183 2.03199724 0.93970594 116.424866 53.841184
    Oben rechts KachelX + 1 107926 KachelY 42183 2.03204517 0.93970594 116.427612 53.841184
    Unten links KachelX 107925 KachelY + 1 42184 2.03199724 0.93967765 116.424866 53.839563
    Unten rechts KachelX + 1 107926 KachelY + 1 42184 2.03204517 0.93967765 116.427612 53.839563
  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(0.93970594-0.93967765) × R
    2.82899999999309e-05 × 6371000     		dl = 180.23558999956m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93970594-0.93967765) × R
    2.82899999999309e-05 × 6371000     		dr = 180.23558999956m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.03199724-2.03204517) × cos(0.93970594) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.590025470062817 × 6371000     		do = 180.171375290196m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.03199724-2.03204517) × cos(0.93967765) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.59004831073796 × 6371000     		du = 180.178349965124m
  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(0.93970594)-sin(0.93967765))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.590025470062817-0.59004831073796)×R²
    abs(2.03204517-2.03199724)×2.28406751424659e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.28406751424659e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.28406751424659e-05×40589641000000     		ar = 32473.9226710243m²