Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14321 / 21325
↖ ↑ ↗
← S 47.613570°
W 22.664795°		 ← 823.54 m → S 47.613570°
W 22.653809°		 →
↑
823.45 m
↓
↑
823.45 m
↓
S 47.620975°
W 22.664795°		 ← 823.42 m →
678 098 m²		 S 47.620975°
W 22.653809°
↙ ↓ ↘

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 14321 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21325 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.437057495117188 y=0.650802612304688 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.437057495117188 × 215)
    floor (0.437057495117188 × 32768)
    floor (14321.5)     		tx = 14321
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.650802612304688 × 215)
    floor (0.650802612304688 × 32768)
    floor (21325.5)     		ty = 21325
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14321 / 21325 ti = "15/14321/21325"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14321/21325.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14321 ÷ 215
    14321 ÷ 32768     		x = 0.437042236328125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21325 ÷ 215
    21325 ÷ 32768     		y = 0.650787353515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.437042236328125 × 2 - 1) × π
    -0.12591552734375 × 3.1415926535     		Λ = -0.39557530
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.650787353515625 × 2 - 1) × π
    -0.30157470703125 × 3.1415926535     		Φ = -0.94742488409079
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.39557530} λ = -0.39557530}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.94742488409079))-π/2
    2×atan(0.387738209800909)-π/2
    2×0.36989138298916-π/2
    0.739782765978319-1.57079632675     		φ = -0.83101356
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.39557530} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.664795°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.83101356 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -47.613570°
  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 14321 KachelY 21325 -0.39557530 -0.83101356 -22.664795 -47.613570
    Oben rechts KachelX + 1 14322 KachelY 21325 -0.39538355 -0.83101356 -22.653809 -47.613570
    Unten links KachelX 14321 KachelY + 1 21326 -0.39557530 -0.83114281 -22.664795 -47.620975
    Unten rechts KachelX + 1 14322 KachelY + 1 21326 -0.39538355 -0.83114281 -22.653809 -47.620975
  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(-0.83101356--0.83114281) × R
    0.00012924999999997 × 6371000     		dl = 823.451749999807m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.83101356--0.83114281) × R
    0.00012924999999997 × 6371000     		dr = 823.451749999807m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.39557530--0.39538355) × cos(-0.83101356) × R
    0.000191750000000046 × 0.674127475827613 × 6371000     		do = 823.540583974636m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.39557530--0.39538355) × cos(-0.83114281) × R
    0.000191750000000046 × 0.67403200420583 × 6371000     		du = 823.423952094205m
  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(-0.83101356)-sin(-0.83114281))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.674127475827613-0.67403200420583)×R²
    abs(-0.39538355--0.39557530)×9.54716217829166e-05×R²
    0.000191750000000046×9.54716217829166e-05×6371000²
    0.000191750000000046×9.54716217829166e-05×40589641000000     		ar = 678097.915650534m²