Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 14362 / 21446
↖ ↑ ↗
← S 48.502047°
W 22.214355°		 ← 809.41 m → S 48.502047°
W 22.203369°		 →
↑
809.37 m
↓
↑
809.37 m
↓
S 48.509326°
W 22.214355°		 ← 809.29 m →
655 065 m²		 S 48.509326°
W 22.203369°
↙ ↓ ↘

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 14362 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21446 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.438308715820312 y=0.654495239257812 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.438308715820312 × 215)
    floor (0.438308715820312 × 32768)
    floor (14362.5)     		tx = 14362
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.654495239257812 × 215)
    floor (0.654495239257812 × 32768)
    floor (21446.5)     		ty = 21446
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 14362 / 21446 ti = "15/14362/21446"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/14362/21446.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 14362 ÷ 215
    14362 ÷ 32768     		x = 0.43829345703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21446 ÷ 215
    21446 ÷ 32768     		y = 0.65447998046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.43829345703125 × 2 - 1) × π
    -0.1234130859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.38771364
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.65447998046875 × 2 - 1) × π
    -0.3089599609375 × 3.1415926535     		Φ = -0.970626343506897
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38771364} λ = -0.38771364}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.970626343506897))-π/2
    2×atan(0.378845676246697)-π/2
    2×0.36213795194392-π/2
    0.72427590388784-1.57079632675     		φ = -0.84652042
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38771364} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.214355°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.84652042 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -48.502047°
  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 14362 KachelY 21446 -0.38771364 -0.84652042 -22.214355 -48.502047
    Oben rechts KachelX + 1 14363 KachelY 21446 -0.38752190 -0.84652042 -22.203369 -48.502047
    Unten links KachelX 14362 KachelY + 1 21447 -0.38771364 -0.84664746 -22.214355 -48.509326
    Unten rechts KachelX + 1 14363 KachelY + 1 21447 -0.38752190 -0.84664746 -22.203369 -48.509326
  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(-0.84652042--0.84664746) × R
    0.000127039999999967 × 6371000     		dl = 809.371839999791m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.84652042--0.84664746) × R
    0.000127039999999967 × 6371000     		dr = 809.371839999791m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38771364--0.38752190) × cos(-0.84652042) × R
    0.000191740000000051 × 0.662593285520656 × 6371000     		do = 809.407750560486m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38771364--0.38752190) × cos(-0.84664746) × R
    0.000191740000000051 × 0.662498129831394 × 6371000     		du = 809.291510697992m
  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(-0.84652042)-sin(-0.84664746))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.662593285520656-0.662498129831394)×R²
    abs(-0.38752190--0.38771364)×9.51556892613281e-05×R²
    0.000191740000000051×9.51556892613281e-05×6371000²
    0.000191740000000051×9.51556892613281e-05×40589641000000     		ar = 655064.800626678m²