Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 13517 / 3325
↖ ↑ ↗
← N 80.652390°
W 31.497802°		 ← 198.41 m → N 80.652390°
W 31.486817°		 →
↑
198.46 m
↓
↑
198.46 m
↓
N 80.650605°
W 31.497802°		 ← 198.45 m →
39 380 m²		 N 80.650605°
W 31.486817°
↙ ↓ ↘

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 13517 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3325 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.412521362304688 y=0.101486206054688 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.412521362304688 × 215)
    floor (0.412521362304688 × 32768)
    floor (13517.5)     		tx = 13517
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.101486206054688 × 215)
    floor (0.101486206054688 × 32768)
    floor (3325.5)     		ty = 3325
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 13517 / 3325 ti = "15/13517/3325"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/13517/3325.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13517 ÷ 215
    13517 ÷ 32768     		x = 0.412506103515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3325 ÷ 215
    3325 ÷ 32768     		y = 0.101470947265625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.412506103515625 × 2 - 1) × π
    -0.17498779296875 × 3.1415926535     		Λ = -0.54974036
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.101470947265625 × 2 - 1) × π
    0.79705810546875 × 3.1415926535     		Φ = 2.50403188855325
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.54974036} λ = -0.54974036}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.50403188855325))-π/2
    2×atan(12.2317115719414)-π/2
    2×1.48922303736925-π/2
    2.9784460747385-1.57079632675     		φ = 1.40764975
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.54974036} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.497802°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40764975 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.652390°
  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 13517 KachelY 3325 -0.54974036 1.40764975 -31.497802 80.652390
    Oben rechts KachelX + 1 13518 KachelY 3325 -0.54954862 1.40764975 -31.486817 80.652390
    Unten links KachelX 13517 KachelY + 1 3326 -0.54974036 1.40761860 -31.497802 80.650605
    Unten rechts KachelX + 1 13518 KachelY + 1 3326 -0.54954862 1.40761860 -31.486817 80.650605
  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(1.40764975-1.40761860) × R
    3.11500000000908e-05 × 6371000     		dl = 198.456650000579m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40764975-1.40761860) × R
    3.11500000000908e-05 × 6371000     		dr = 198.456650000579m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.54974036--0.54954862) × cos(1.40764975) × R
    0.000191739999999996 × 0.162423799249588 × 6371000     		do = 198.412940277163m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.54974036--0.54954862) × cos(1.40761860) × R
    0.000191739999999996 × 0.162454535532735 × 6371000     		du = 198.450486968845m
  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(1.40764975)-sin(1.40761860))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.162423799249588-0.162454535532735)×R²
    abs(-0.54954862--0.54974036)×3.07362831466762e-05×R²
    0.000191739999999996×3.07362831466762e-05×6371000²
    0.000191739999999996×3.07362831466762e-05×40589641000000     		ar = 39380.0931423368m²