Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12276 / 20050
↖ ↑ ↗
← S 37.317752°
W 45.131836°		 ← 971.50 m → S 37.317752°
W 45.120850°		 →
↑
971.45 m
↓
↑
971.45 m
↓
S 37.326488°
W 45.131836°		 ← 971.39 m →
943 710 m²		 S 37.326488°
W 45.120850°
↙ ↓ ↘

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 12276 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20050 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.374649047851562 y=0.611892700195312 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.374649047851562 × 215)
    floor (0.374649047851562 × 32768)
    floor (12276.5)     		tx = 12276
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.611892700195312 × 215)
    floor (0.611892700195312 × 32768)
    floor (20050.5)     		ty = 20050
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12276 / 20050 ti = "15/12276/20050"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12276/20050.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12276 ÷ 215
    12276 ÷ 32768     		x = 0.3746337890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20050 ÷ 215
    20050 ÷ 32768     		y = 0.61187744140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.3746337890625 × 2 - 1) × π
    -0.250732421875 × 3.1415926535     		Λ = -0.78769913
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.61187744140625 × 2 - 1) × π
    -0.2237548828125 × 3.1415926535     		Φ = -0.702946696028503
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.78769913} λ = -0.78769913}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.702946696028503))-π/2
    2×atan(0.495124171662288)-π/2
    2×0.459739343778801-π/2
    0.919478687557601-1.57079632675     		φ = -0.65131764
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.78769913} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -45.131836°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.65131764 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -37.317752°
  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 12276 KachelY 20050 -0.78769913 -0.65131764 -45.131836 -37.317752
    Oben rechts KachelX + 1 12277 KachelY 20050 -0.78750739 -0.65131764 -45.120850 -37.317752
    Unten links KachelX 12276 KachelY + 1 20051 -0.78769913 -0.65147012 -45.131836 -37.326488
    Unten rechts KachelX + 1 12277 KachelY + 1 20051 -0.78750739 -0.65147012 -45.120850 -37.326488
  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(-0.65131764--0.65147012) × R
    0.00015248000000001 × 6371000     		dl = 971.450080000066m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.65131764--0.65147012) × R
    0.00015248000000001 × 6371000     		dr = 971.450080000066m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.78769913--0.78750739) × cos(-0.65131764) × R
    0.000191739999999996 × 0.795285689893783 × 6371000     		do = 971.501546086249m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.78769913--0.78750739) × cos(-0.65147012) × R
    0.000191739999999996 × 0.795193241961712 × 6371000     		du = 971.388613953707m
  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(-0.65131764)-sin(-0.65147012))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.795285689893783-0.795193241961712)×R²
    abs(-0.78750739--0.78769913)×9.24479320709715e-05×R²
    0.000191739999999996×9.24479320709715e-05×6371000²
    0.000191739999999996×9.24479320709715e-05×40589641000000     		ar = 943710.402529885m²