Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 108403 / 42334
↖ ↑ ↗
← N 53.595765°
E117.737732°		 ← 181.23 m → N 53.595765°
E117.740478°		 →
↑
181.25 m
↓
↑
181.25 m
↓
N 53.594135°
E117.737732°		 ← 181.23 m →
32 849 m²		 N 53.594135°
E117.740478°
↙ ↓ ↘

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 108403 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42334 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.827053070068359 y=0.322986602783203 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.827053070068359 × 217)
    floor (0.827053070068359 × 131072)
    floor (108403.5)     		tx = 108403
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.322986602783203 × 217)
    floor (0.322986602783203 × 131072)
    floor (42334.5)     		ty = 42334
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 108403 / 42334 ti = "17/108403/42334"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/108403/42334.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 108403 ÷ 217
    108403 ÷ 131072     		x = 0.827049255371094
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42334 ÷ 217
    42334 ÷ 131072     		y = 0.322982788085938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.827049255371094 × 2 - 1) × π
    0.654098510742188 × 3.1415926535     		Λ = 2.05491108
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.322982788085938 × 2 - 1) × π
    0.354034423828125 × 3.1415926535     		Φ = 1.11223194498454
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.05491108} λ = 2.05491108}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.11223194498454))-π/2
    2×atan(3.04113847900869)-π/2
    2×1.25310944565343-π/2
    2.50621889130687-1.57079632675     		φ = 0.93542256
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.05491108} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 117.737732°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93542256 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.595765°
  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 108403 KachelY 42334 2.05491108 0.93542256 117.737732 53.595765
    Oben rechts KachelX + 1 108404 KachelY 42334 2.05495901 0.93542256 117.740478 53.595765
    Unten links KachelX 108403 KachelY + 1 42335 2.05491108 0.93539411 117.737732 53.594135
    Unten rechts KachelX + 1 108404 KachelY + 1 42335 2.05495901 0.93539411 117.740478 53.594135
  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(0.93542256-0.93539411) × R
    2.84500000000687e-05 × 6371000     		dl = 181.254950000438m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93542256-0.93539411) × R
    2.84500000000687e-05 × 6371000     		dr = 181.254950000438m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.05491108-2.05495901) × cos(0.93542256) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.593478381982531 × 6371000     		do = 181.225763483412m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.05491108-2.05495901) × cos(0.93539411) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.59350127972286 × 6371000     		du = 181.232755583881m
  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(0.93542256)-sin(0.93539411))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.593478381982531-0.59350127972286)×R²
    abs(2.05495901-2.05491108)×2.28977403293751e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.28977403293751e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.28977403293751e-05×40589641000000     		ar = 32848.7003776309m²