Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 13540 / 5326
↖ ↑ ↗
← N 53.146770°
E117.509765°		 ← 1 465.40 m → N 53.146770°
E117.531738°		 →
↑
1 465.58 m
↓
↑
1 465.58 m
↓
N 53.133590°
E117.509765°		 ← 1 465.85 m →
2 147 995 m²		 N 53.133590°
E117.531738°
↙ ↓ ↘

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 13540 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5326 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.826446533203125 y=0.325103759765625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.826446533203125 × 214)
    floor (0.826446533203125 × 16384)
    floor (13540.5)     		tx = 13540
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.325103759765625 × 214)
    floor (0.325103759765625 × 16384)
    floor (5326.5)     		ty = 5326
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 13540 / 5326 ti = "14/13540/5326"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/13540/5326.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13540 ÷ 214
    13540 ÷ 16384     		x = 0.826416015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5326 ÷ 214
    5326 ÷ 16384     		y = 0.3250732421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.826416015625 × 2 - 1) × π
    0.65283203125 × 3.1415926535     		Λ = 2.05093231
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3250732421875 × 2 - 1) × π
    0.349853515625 × 3.1415926535     		Φ = 1.09909723448865
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.05093231} λ = 2.05093231}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.09909723448865))-π/2
    2×atan(3.00145519027732)-π/2
    2×1.24919122792532-π/2
    2.49838245585064-1.57079632675     		φ = 0.92758613
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.05093231} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 117.509765°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92758613 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.146770°
  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 13540 KachelY 5326 2.05093231 0.92758613 117.509765 53.146770
    Oben rechts KachelX + 1 13541 KachelY 5326 2.05131581 0.92758613 117.531738 53.146770
    Unten links KachelX 13540 KachelY + 1 5327 2.05093231 0.92735609 117.509765 53.133590
    Unten rechts KachelX + 1 13541 KachelY + 1 5327 2.05131581 0.92735609 117.531738 53.133590
  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(0.92758613-0.92735609) × R
    0.000230040000000042 × 6371000     		dl = 1465.58484000027m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92758613-0.92735609) × R
    0.000230040000000042 × 6371000     		dr = 1465.58484000027m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.05093231-2.05131581) × cos(0.92758613) × R
    0.000383500000000314 × 0.599767245015635 × 6371000     		do = 1465.39841475213m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.05093231-2.05131581) × cos(0.92735609) × R
    0.000383500000000314 × 0.5999513012897 × 6371000     		du = 1465.84811548935m
  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(0.92758613)-sin(0.92735609))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.599767245015635-0.5999513012897)×R²
    abs(2.05131581-2.05093231)×0.000184056274064481×R²
    0.000383500000000314×0.000184056274064481×6371000²
    0.000383500000000314×0.000184056274064481×40589641000000     		ar = 2147995.24798503m²