Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14300 / 10534
↖ ↑ ↗
← N 53.917281°
W 22.895508°		 ← 719.49 m → N 53.917281°
W 22.884522°		 →
↑
719.54 m
↓
↑
719.54 m
↓
N 53.910810°
W 22.895508°		 ← 719.60 m →
517 741 m²		 N 53.910810°
W 22.884522°
↙ ↓ ↘

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 14300 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 10534 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.436416625976562 y=0.321487426757812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.436416625976562 × 215)
    floor (0.436416625976562 × 32768)
    floor (14300.5)     		tx = 14300
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.321487426757812 × 215)
    floor (0.321487426757812 × 32768)
    floor (10534.5)     		ty = 10534
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14300 / 10534 ti = "15/14300/10534"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14300/10534.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14300 ÷ 215
    14300 ÷ 32768     		x = 0.4364013671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 10534 ÷ 215
    10534 ÷ 32768     		y = 0.32147216796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4364013671875 × 2 - 1) × π
    -0.127197265625 × 3.1415926535     		Λ = -0.39960200
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.32147216796875 × 2 - 1) × π
    0.3570556640625 × 3.1415926535     		Φ = 1.12172345110931
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.39960200} λ = -0.39960200}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.12172345110931))-π/2
    2×atan(3.07014088402886)-π/2
    2×1.25591520210955-π/2
    2.51183040421911-1.57079632675     		φ = 0.94103408
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.39960200} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.895508°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.94103408 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.917281°
  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 14300 KachelY 10534 -0.39960200 0.94103408 -22.895508 53.917281
    Oben rechts KachelX + 1 14301 KachelY 10534 -0.39941025 0.94103408 -22.884522 53.917281
    Unten links KachelX 14300 KachelY + 1 10535 -0.39960200 0.94092114 -22.895508 53.910810
    Unten rechts KachelX + 1 14301 KachelY + 1 10535 -0.39941025 0.94092114 -22.884522 53.910810
  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(0.94103408-0.94092114) × R
    0.00011293999999995 × 6371000     		dl = 719.540739999683m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.94103408-0.94092114) × R
    0.00011293999999995 × 6371000     		dr = 719.540739999683m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.39960200--0.39941025) × cos(0.94103408) × R
    0.000191749999999991 × 0.588952630162995 × 6371000     		do = 719.487649397814m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.39960200--0.39941025) × cos(0.94092114) × R
    0.000191749999999991 × 0.58904390085046 × 6371000     		du = 719.599149251994m
  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(0.94103408)-sin(0.94092114))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.588952630162995-0.58904390085046)×R²
    abs(-0.39941025--0.39960200)×9.12706874641733e-05×R²
    0.000191749999999991×9.12706874641733e-05×6371000²
    0.000191749999999991×9.12706874641733e-05×40589641000000     		ar = 517740.790562946m²