Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 13572 / 3229
↖ ↑ ↗
← N 80.822149°
W 30.893555°		 ← 194.85 m → N 80.822149°
W 30.882568°		 →
↑
194.83 m
↓
↑
194.83 m
↓
N 80.820397°
W 30.893555°		 ← 194.89 m →
37 965 m²		 N 80.820397°
W 30.882568°
↙ ↓ ↘

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 13572 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3229 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.414199829101562 y=0.0985565185546875 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.414199829101562 × 215)
    floor (0.414199829101562 × 32768)
    floor (13572.5)     		tx = 13572
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0985565185546875 × 215)
    floor (0.0985565185546875 × 32768)
    floor (3229.5)     		ty = 3229
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 13572 / 3229 ti = "15/13572/3229"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/13572/3229.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13572 ÷ 215
    13572 ÷ 32768     		x = 0.4141845703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3229 ÷ 215
    3229 ÷ 32768     		y = 0.098541259765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4141845703125 × 2 - 1) × π
    -0.171630859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.53919425
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.098541259765625 × 2 - 1) × π
    0.80291748046875 × 3.1415926535     		Φ = 2.52243965800735
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.53919425} λ = -0.53919425}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.52243965800735))-π/2
    2×atan(12.4589552061211)-π/2
    2×1.49070447050562-π/2
    2.98140894101125-1.57079632675     		φ = 1.41061261
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.53919425} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.893555°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41061261 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.822149°
  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 13572 KachelY 3229 -0.53919425 1.41061261 -30.893555 80.822149
    Oben rechts KachelX + 1 13573 KachelY 3229 -0.53900250 1.41061261 -30.882568 80.822149
    Unten links KachelX 13572 KachelY + 1 3230 -0.53919425 1.41058203 -30.893555 80.820397
    Unten rechts KachelX + 1 13573 KachelY + 1 3230 -0.53900250 1.41058203 -30.882568 80.820397
  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(1.41061261-1.41058203) × R
    3.05800000000023e-05 × 6371000     		dl = 194.825180000014m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41061261-1.41058203) × R
    3.05800000000023e-05 × 6371000     		dr = 194.825180000014m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.53919425--0.53900250) × cos(1.41061261) × R
    0.000191749999999935 × 0.159499574156919 × 6371000     		do = 194.850940148312m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.53919425--0.53900250) × cos(1.41058203) × R
    0.000191749999999935 × 0.159529762597094 × 6371000     		du = 194.887819531726m
  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(1.41061261)-sin(1.41058203))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.159499574156919-0.159529762597094)×R²
    abs(-0.53900250--0.53919425)×3.01884401753272e-05×R²
    0.000191749999999935×3.01884401753272e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.01884401753272e-05×40589641000000     		ar = 37965.4620064108m²