Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 12515 / 12752
↖ ↑ ↗
← S 70.259452°
E 94.987793°		 ← 825.22 m → S 70.259452°
E 95.009766°		 →
↑
825.04 m
↓
↑
825.04 m
↓
S 70.266872°
E 94.987793°		 ← 824.93 m →
680 723 m²		 S 70.266872°
E 95.009766°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 12515 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 12752 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.763885498046875 y=0.778350830078125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.763885498046875 × 214)
    floor (0.763885498046875 × 16384)
    floor (12515.5)     		tx = 12515
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.778350830078125 × 214)
    floor (0.778350830078125 × 16384)
    floor (12752.5)     		ty = 12752
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 12515 / 12752 ti = "14/12515/12752"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/12515/12752.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 12515 ÷ 214
    12515 ÷ 16384     		x = 0.76385498046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 12752 ÷ 214
    12752 ÷ 16384     		y = 0.7783203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.76385498046875 × 2 - 1) × π
    0.5277099609375 × 3.1415926535     		Λ = 1.65784974
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.7783203125 × 2 - 1) × π
    -0.556640625 × 3.1415926535     		Φ = -1.74873809813965
    Länge (λ) Λ (unverändert) 1.65784974} λ = 1.65784974}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.74873809813965))-π/2
    2×atan(0.173993367529675)-π/2
    2×0.172268779379758-π/2
    0.344537558759516-1.57079632675     		φ = -1.22625877
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 1.65784974} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 94.987793°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.22625877 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -70.259452°
  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 12515 KachelY 12752 1.65784974 -1.22625877 94.987793 -70.259452
    Oben rechts KachelX + 1 12516 KachelY 12752 1.65823323 -1.22625877 95.009766 -70.259452
    Unten links KachelX 12515 KachelY + 1 12753 1.65784974 -1.22638827 94.987793 -70.266872
    Unten rechts KachelX + 1 12516 KachelY + 1 12753 1.65823323 -1.22638827 95.009766 -70.266872
  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(-1.22625877--1.22638827) × R
    0.000129499999999894 × 6371000     		dl = 825.044499999322m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.22625877--1.22638827) × R
    0.000129499999999894 × 6371000     		dr = 825.044499999322m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(1.65784974-1.65823323) × cos(-1.22625877) × R
    0.000383489999999931 × 0.337761447152447 × 6371000     		do = 825.223763174514m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(1.65784974-1.65823323) × cos(-1.22638827) × R
    0.000383489999999931 × 0.337639554809156 × 6371000     		du = 824.925953998596m
  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(-1.22625877)-sin(-1.22638827))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.337761447152447-0.337639554809156)×R²
    abs(1.65823323-1.65784974)×0.000121892343291685×R²
    0.000383489999999931×0.000121892343291685×6371000²
    0.000383489999999931×0.000121892343291685×40589641000000     		ar = 680723.475114882m²