Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 13733 / 4750
↖ ↑ ↗
← N 77.734951°
W 29.124756°		 ← 259.50 m → N 77.734951°
W 29.113770°		 →
↑
259.55 m
↓
↑
259.55 m
↓
N 77.732617°
W 29.124756°		 ← 259.55 m →
67 362 m²		 N 77.732617°
W 29.113770°
↙ ↓ ↘

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 13733 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4750 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.419113159179688 y=0.144973754882812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.419113159179688 × 215)
    floor (0.419113159179688 × 32768)
    floor (13733.5)     		tx = 13733
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.144973754882812 × 215)
    floor (0.144973754882812 × 32768)
    floor (4750.5)     		ty = 4750
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 13733 / 4750 ti = "15/13733/4750"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/13733/4750.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 13733 ÷ 215
    13733 ÷ 32768     		x = 0.419097900390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4750 ÷ 215
    4750 ÷ 32768     		y = 0.14495849609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.419097900390625 × 2 - 1) × π
    -0.16180419921875 × 3.1415926535     		Λ = -0.50832288
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.14495849609375 × 2 - 1) × π
    0.7100830078125 × 3.1415926535     		Φ = 2.23079156071893
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.50832288} λ = -0.50832288}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.23079156071893))-π/2
    2×atan(9.30723040243331)-π/2
    2×1.46376358258964-π/2
    2.92752716517927-1.57079632675     		φ = 1.35673084
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.50832288} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.124756°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35673084 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.734951°
  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 13733 KachelY 4750 -0.50832288 1.35673084 -29.124756 77.734951
    Oben rechts KachelX + 1 13734 KachelY 4750 -0.50813114 1.35673084 -29.113770 77.734951
    Unten links KachelX 13733 KachelY + 1 4751 -0.50832288 1.35669010 -29.124756 77.732617
    Unten rechts KachelX + 1 13734 KachelY + 1 4751 -0.50813114 1.35669010 -29.113770 77.732617
  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(1.35673084-1.35669010) × R
    4.07399999999836e-05 × 6371000     		dl = 259.554539999895m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35673084-1.35669010) × R
    4.07399999999836e-05 × 6371000     		dr = 259.554539999895m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.50832288--0.50813114) × cos(1.35673084) × R
    0.000191739999999996 × 0.21243433793247 × 6371000     		do = 259.504591074394m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.50832288--0.50813114) × cos(1.35669010) × R
    0.000191739999999996 × 0.212474147879662 × 6371000     		du = 259.553221932133m
  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(1.35673084)-sin(1.35669010))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.21243433793247-0.212474147879662)×R²
    abs(-0.50813114--0.50832288)×3.9809947192021e-05×R²
    0.000191739999999996×3.9809947192021e-05×6371000²
    0.000191739999999996×3.9809947192021e-05×40589641000000     		ar = 67361.9059531461m²