Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 12336 / 20139
↖ ↑ ↗
← S 38.091337°
W 44.472656°		 ← 961.46 m → S 38.091337°
W 44.461670°		 →
↑
961.38 m
↓
↑
961.38 m
↓
S 38.099983°
W 44.472656°		 ← 961.35 m →
924 282 m²		 S 38.099983°
W 44.461670°
↙ ↓ ↘

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 12336 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20139 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.376480102539062 y=0.614608764648438 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.376480102539062 × 215)
    floor (0.376480102539062 × 32768)
    floor (12336.5)     		tx = 12336
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.614608764648438 × 215)
    floor (0.614608764648438 × 32768)
    floor (20139.5)     		ty = 20139
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 12336 / 20139 ti = "15/12336/20139"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/12336/20139.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12336 ÷ 215
    12336 ÷ 32768     		x = 0.37646484375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20139 ÷ 215
    20139 ÷ 32768     		y = 0.614593505859375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.37646484375 × 2 - 1) × π
    -0.2470703125 × 3.1415926535     		Λ = -0.77619428
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.614593505859375 × 2 - 1) × π
    -0.22918701171875 × 3.1415926535     		Φ = -0.720012232293243
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.77619428} λ = -0.77619428}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.720012232293243))-π/2
    2×atan(0.486746301900056)-π/2
    2×0.452988543262283-π/2
    0.905977086524566-1.57079632675     		φ = -0.66481924
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.77619428} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -44.472656°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.66481924 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -38.091337°
  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 12336 KachelY 20139 -0.77619428 -0.66481924 -44.472656 -38.091337
    Oben rechts KachelX + 1 12337 KachelY 20139 -0.77600253 -0.66481924 -44.461670 -38.091337
    Unten links KachelX 12336 KachelY + 1 20140 -0.77619428 -0.66497014 -44.472656 -38.099983
    Unten rechts KachelX + 1 12337 KachelY + 1 20140 -0.77600253 -0.66497014 -44.461670 -38.099983
  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(-0.66481924--0.66497014) × R
    0.000150899999999954 × 6371000     		dl = 961.383899999706m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.66481924--0.66497014) × R
    0.000150899999999954 × 6371000     		dr = 961.383899999706m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.77619428--0.77600253) × cos(-0.66481924) × R
    0.000191750000000046 × 0.787028311880724 × 6371000     		do = 961.464676654965m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.77619428--0.77600253) × cos(-0.66497014) × R
    0.000191750000000046 × 0.786935210163314 × 6371000     		du = 961.350939942734m
  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(-0.66481924)-sin(-0.66497014))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.787028311880724-0.786935210163314)×R²
    abs(-0.77600253--0.77619428)×9.31017174098381e-05×R²
    0.000191750000000046×9.31017174098381e-05×6371000²
    0.000191750000000046×9.31017174098381e-05×40589641000000     		ar = 924281.989985979m²