Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12194 / 20339
↖ ↑ ↗
← S 39.800096°
W 46.032715°		 ← 938.56 m → S 39.800096°
W 46.021729°		 →
↑
938.45 m
↓
↑
938.45 m
↓
S 39.808536°
W 46.032715°		 ← 938.45 m →
880 740 m²		 S 39.808536°
W 46.021729°
↙ ↓ ↘

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 12194 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20339 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.372146606445312 y=0.620712280273438 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.372146606445312 × 215)
    floor (0.372146606445312 × 32768)
    floor (12194.5)     		tx = 12194
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.620712280273438 × 215)
    floor (0.620712280273438 × 32768)
    floor (20339.5)     		ty = 20339
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12194 / 20339 ti = "15/12194/20339"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12194/20339.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12194 ÷ 215
    12194 ÷ 32768     		x = 0.37213134765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20339 ÷ 215
    20339 ÷ 32768     		y = 0.620697021484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.37213134765625 × 2 - 1) × π
    -0.2557373046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.80342244
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.620697021484375 × 2 - 1) × π
    -0.24139404296875 × 3.1415926535     		Φ = -0.758361751989288
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.80342244} λ = -0.80342244}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.758361751989288))-π/2
    2×atan(0.468433208521283)-π/2
    2×0.438076804881794-π/2
    0.876153609763589-1.57079632675     		φ = -0.69464272
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.80342244} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -46.032715°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.69464272 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -39.800096°
  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 12194 KachelY 20339 -0.80342244 -0.69464272 -46.032715 -39.800096
    Oben rechts KachelX + 1 12195 KachelY 20339 -0.80323069 -0.69464272 -46.021729 -39.800096
    Unten links KachelX 12194 KachelY + 1 20340 -0.80342244 -0.69479002 -46.032715 -39.808536
    Unten rechts KachelX + 1 12195 KachelY + 1 20340 -0.80323069 -0.69479002 -46.021729 -39.808536
  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(-0.69464272--0.69479002) × R
    0.000147299999999961 × 6371000     		dl = 938.448299999754m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.69464272--0.69479002) × R
    0.000147299999999961 × 6371000     		dr = 938.448299999754m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.80342244--0.80323069) × cos(-0.69464272) × R
    0.000191749999999935 × 0.768282449676394 × 6371000     		do = 938.563995610515m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.80342244--0.80323069) × cos(-0.69479002) × R
    0.000191749999999935 × 0.768188152993315 × 6371000     		du = 938.44879908132m
  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(-0.69464272)-sin(-0.69479002))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.768282449676394-0.768188152993315)×R²
    abs(-0.80323069--0.80342244)×9.42966830794756e-05×R²
    0.000191749999999935×9.42966830794756e-05×6371000²
    0.000191749999999935×9.42966830794756e-05×40589641000000     		ar = 880739.734720493m²