Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12321 / 20087
↖ ↑ ↗
← S 37.640335°
W 44.637451°		 ← 967.32 m → S 37.640335°
W 44.626465°		 →
↑
967.25 m
↓
↑
967.25 m
↓
S 37.649034°
W 44.637451°		 ← 967.20 m →
935 578 m²		 S 37.649034°
W 44.626465°
↙ ↓ ↘

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 12321 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20087 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.376022338867188 y=0.613021850585938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.376022338867188 × 215)
    floor (0.376022338867188 × 32768)
    floor (12321.5)     		tx = 12321
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.613021850585938 × 215)
    floor (0.613021850585938 × 32768)
    floor (20087.5)     		ty = 20087
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12321 / 20087 ti = "15/12321/20087"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12321/20087.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12321 ÷ 215
    12321 ÷ 32768     		x = 0.376007080078125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20087 ÷ 215
    20087 ÷ 32768     		y = 0.613006591796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.376007080078125 × 2 - 1) × π
    -0.24798583984375 × 3.1415926535     		Λ = -0.77907049
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.613006591796875 × 2 - 1) × π
    -0.22601318359375 × 3.1415926535     		Φ = -0.710041357172272
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.77907049} λ = -0.77907049}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.710041357172272))-π/2
    2×atan(0.491623864867646)-π/2
    2×0.456924275643252-π/2
    0.913848551286505-1.57079632675     		φ = -0.65694778
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.77907049} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -44.637451°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.65694778 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -37.640335°
  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 12321 KachelY 20087 -0.77907049 -0.65694778 -44.637451 -37.640335
    Oben rechts KachelX + 1 12322 KachelY 20087 -0.77887875 -0.65694778 -44.626465 -37.640335
    Unten links KachelX 12321 KachelY + 1 20088 -0.77907049 -0.65709960 -44.637451 -37.649034
    Unten rechts KachelX + 1 12322 KachelY + 1 20088 -0.77887875 -0.65709960 -44.626465 -37.649034
  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(-0.65694778--0.65709960) × R
    0.000151820000000025 × 6371000     		dl = 967.245220000157m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.65694778--0.65709960) × R
    0.000151820000000025 × 6371000     		dr = 967.245220000157m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.77907049--0.77887875) × cos(-0.65694778) × R
    0.000191739999999996 × 0.791859916310178 × 6371000     		do = 967.316704870939m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.77907049--0.77887875) × cos(-0.65709960) × R
    0.000191739999999996 × 0.791767190290122 × 6371000     		du = 967.203433032918m
  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(-0.65694778)-sin(-0.65709960))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.791859916310178-0.791767190290122)×R²
    abs(-0.77887875--0.77907049)×9.27260200557223e-05×R²
    0.000191739999999996×9.27260200557223e-05×6371000²
    0.000191739999999996×9.27260200557223e-05×40589641000000     		ar = 935577.679987235m²