Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 14230 / 18488
↖ ↑ ↗
← N 78.030131°
W140.916138°		 ← 63.33 m → N 78.030131°
W140.913391°		 →
↑
63.33 m
↓
↑
63.33 m
↓
N 78.029562°
W140.916138°		 ← 63.33 m →
4 011 m²		 N 78.029562°
W140.913391°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 14230 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 18488 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.108570098876953 y=0.141056060791016 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.108570098876953 × 217)
    floor (0.108570098876953 × 131072)
    floor (14230.5)     		tx = 14230
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.141056060791016 × 217)
    floor (0.141056060791016 × 131072)
    floor (18488.5)     		ty = 18488
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 14230 / 18488 ti = "17/14230/18488"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/14230/18488.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14230 ÷ 217
    14230 ÷ 131072     		x = 0.108566284179688
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 18488 ÷ 217
    18488 ÷ 131072     		y = 0.14105224609375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.108566284179688 × 2 - 1) × π
    -0.782867431640625 × 3.1415926535     		Λ = -2.45945057
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.14105224609375 × 2 - 1) × π
    0.7178955078125 × 3.1415926535     		Φ = 2.2553352533244
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.45945057} λ = -2.45945057}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.2553352533244))-π/2
    2×atan(9.53849058484667)-π/2
    2×1.46633951910283-π/2
    2.93267903820566-1.57079632675     		φ = 1.36188271
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.45945057} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -140.916138°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.36188271 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.030131°
  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 14230 KachelY 18488 -2.45945057 1.36188271 -140.916138 78.030131
    Oben rechts KachelX + 1 14231 KachelY 18488 -2.45940264 1.36188271 -140.913391 78.030131
    Unten links KachelX 14230 KachelY + 1 18489 -2.45945057 1.36187277 -140.916138 78.029562
    Unten rechts KachelX + 1 14231 KachelY + 1 18489 -2.45940264 1.36187277 -140.913391 78.029562
  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(1.36188271-1.36187277) × R
    9.93999999998607e-06 × 6371000     		dl = 63.3277399999113m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.36188271-1.36187277) × R
    9.93999999998607e-06 × 6371000     		dr = 63.3277399999113m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.45945057--2.45940264) × cos(1.36188271) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.207397260680131 × 6371000     		do = 63.3312485377629m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.45945057--2.45940264) × cos(1.36187277) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.207406984542526 × 6371000     		du = 63.3342178361231m
  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(1.36188271)-sin(1.36187277))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.207397260680131-0.207406984542526)×R²
    abs(-2.45940264--2.45945057)×9.7238623943674e-06×R²
    4.79300000000293e-05×9.7238623943674e-06×6371000²
    4.79300000000293e-05×9.7238623943674e-06×40589641000000     		ar = 4010.71886085758m²