Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12196 / 20324
↖ ↑ ↗
← S 39.673370°
W 46.010742°		 ← 940.29 m → S 39.673370°
W 45.999756°		 →
↑
940.23 m
↓
↑
940.23 m
↓
S 39.681826°
W 46.010742°		 ← 940.18 m →
884 038 m²		 S 39.681826°
W 45.999756°
↙ ↓ ↘

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 12196 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20324 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.372207641601562 y=0.620254516601562 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.372207641601562 × 215)
    floor (0.372207641601562 × 32768)
    floor (12196.5)     		tx = 12196
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.620254516601562 × 215)
    floor (0.620254516601562 × 32768)
    floor (20324.5)     		ty = 20324
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12196 / 20324 ti = "15/12196/20324"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12196/20324.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12196 ÷ 215
    12196 ÷ 32768     		x = 0.3721923828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20324 ÷ 215
    20324 ÷ 32768     		y = 0.6202392578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.3721923828125 × 2 - 1) × π
    -0.255615234375 × 3.1415926535     		Λ = -0.80303894
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.6202392578125 × 2 - 1) × π
    -0.240478515625 × 3.1415926535     		Φ = -0.755485538012085
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.80303894} λ = -0.80303894}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.755485538012085))-π/2
    2×atan(0.469782462103871)-π/2
    2×0.439182694055987-π/2
    0.878365388111975-1.57079632675     		φ = -0.69243094
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.80303894} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -46.010742°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.69243094 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -39.673370°
  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 12196 KachelY 20324 -0.80303894 -0.69243094 -46.010742 -39.673370
    Oben rechts KachelX + 1 12197 KachelY 20324 -0.80284719 -0.69243094 -45.999756 -39.673370
    Unten links KachelX 12196 KachelY + 1 20325 -0.80303894 -0.69257852 -46.010742 -39.681826
    Unten rechts KachelX + 1 12197 KachelY + 1 20325 -0.80284719 -0.69257852 -45.999756 -39.681826
  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(-0.69243094--0.69257852) × R
    0.000147579999999925 × 6371000     		dl = 940.232179999522m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.69243094--0.69257852) × R
    0.000147579999999925 × 6371000     		dr = 940.232179999522m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.80303894--0.80284719) × cos(-0.69243094) × R
    0.000191749999999935 × 0.769696353997196 × 6371000     		do = 940.29127662455m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.80303894--0.80284719) × cos(-0.69257852) × R
    0.000191749999999935 × 0.769602129045314 × 6371000     		du = 940.176167725002m
  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(-0.69243094)-sin(-0.69257852))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.769696353997196-0.769602129045314)×R²
    abs(-0.80284719--0.80303894)×9.42249518820493e-05×R²
    0.000191749999999935×9.42249518820493e-05×6371000²
    0.000191749999999935×9.42249518820493e-05×40589641000000     		ar = 884038.003913923m²