Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12189 / 20344
↖ ↑ ↗
← S 39.842286°
W 46.087647°		 ← 937.99 m → S 39.842286°
W 46.076660°		 →
↑
937.94 m
↓
↑
937.94 m
↓
S 39.850721°
W 46.087647°		 ← 937.87 m →
879 721 m²		 S 39.850721°
W 46.076660°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 12189 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20344 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.371994018554688 y=0.620864868164062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.371994018554688 × 215)
    floor (0.371994018554688 × 32768)
    floor (12189.5)     		tx = 12189
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.620864868164062 × 215)
    floor (0.620864868164062 × 32768)
    floor (20344.5)     		ty = 20344
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12189 / 20344 ti = "15/12189/20344"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12189/20344.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12189 ÷ 215
    12189 ÷ 32768     		x = 0.371978759765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20344 ÷ 215
    20344 ÷ 32768     		y = 0.620849609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.371978759765625 × 2 - 1) × π
    -0.25604248046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.80438118
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.620849609375 × 2 - 1) × π
    -0.24169921875 × 3.1415926535     		Φ = -0.759320489981689
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.80438118} λ = -0.80438118}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.759320489981689))-π/2
    2×atan(0.467984319025463)-π/2
    2×0.437708627114139-π/2
    0.875417254228278-1.57079632675     		φ = -0.69537907
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.80438118} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -46.087647°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.69537907 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -39.842286°
  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 12189 KachelY 20344 -0.80438118 -0.69537907 -46.087647 -39.842286
    Oben rechts KachelX + 1 12190 KachelY 20344 -0.80418943 -0.69537907 -46.076660 -39.842286
    Unten links KachelX 12189 KachelY + 1 20345 -0.80438118 -0.69552629 -46.087647 -39.850721
    Unten rechts KachelX + 1 12190 KachelY + 1 20345 -0.80418943 -0.69552629 -46.076660 -39.850721
  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(-0.69537907--0.69552629) × R
    0.000147220000000003 × 6371000     		dl = 937.938620000022m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.69537907--0.69552629) × R
    0.000147220000000003 × 6371000     		dr = 937.938620000022m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.80438118--0.80418943) × cos(-0.69537907) × R
    0.000191750000000046 × 0.76781089570694 × 6371000     		do = 937.98792677348m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.80438118--0.80418943) × cos(-0.69552629) × R
    0.000191750000000046 × 0.767716566986454 × 6371000     		du = 937.872691106132m
  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(-0.69537907)-sin(-0.69552629))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.76781089570694-0.767716566986454)×R²
    abs(-0.80418943--0.80438118)×9.43287204860921e-05×R²
    0.000191750000000046×9.43287204860921e-05×6371000²
    0.000191750000000046×9.43287204860921e-05×40589641000000     		ar = 879721.061212246m²