Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 15181 / 10542
↖ ↑ ↗
← N 76.457776°
W 96.608277°		 ← 143.04 m → N 76.457776°
W 96.602783°		 →
↑
143.03 m
↓
↑
143.03 m
↓
N 76.456490°
W 96.608277°		 ← 143.05 m →
20 460 m²		 N 76.456490°
W 96.602783°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 15181 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 10542 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.231651306152344 y=0.160865783691406 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.231651306152344 × 216)
    floor (0.231651306152344 × 65536)
    floor (15181.5)     		tx = 15181
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.160865783691406 × 216)
    floor (0.160865783691406 × 65536)
    floor (10542.5)     		ty = 10542
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 15181 / 10542 ti = "16/15181/10542"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/15181/10542.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 15181 ÷ 216
    15181 ÷ 65536     		x = 0.231643676757812
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 10542 ÷ 216
    10542 ÷ 65536     		y = 0.160858154296875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.231643676757812 × 2 - 1) × π
    -0.536712646484375 × 3.1415926535     		Λ = -1.68613251
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.160858154296875 × 2 - 1) × π
    0.67828369140625 × 3.1415926535     		Φ = 2.13089106191074
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.68613251} λ = -1.68613251}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.13089106191074))-π/2
    2×atan(8.42236832039783)-π/2
    2×1.45261813037236-π/2
    2.90523626074472-1.57079632675     		φ = 1.33443993
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.68613251} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -96.608277°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.33443993 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.457776°
  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 15181 KachelY 10542 -1.68613251 1.33443993 -96.608277 76.457776
    Oben rechts KachelX + 1 15182 KachelY 10542 -1.68603663 1.33443993 -96.602783 76.457776
    Unten links KachelX 15181 KachelY + 1 10543 -1.68613251 1.33441748 -96.608277 76.456490
    Unten rechts KachelX + 1 15182 KachelY + 1 10543 -1.68603663 1.33441748 -96.602783 76.456490
  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(1.33443993-1.33441748) × R
    2.24500000001182e-05 × 6371000     		dl = 143.028950000753m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.33443993-1.33441748) × R
    2.24500000001182e-05 × 6371000     		dr = 143.028950000753m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.68613251--1.68603663) × cos(1.33443993) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.234161886249846 × 6371000     		do = 143.038134775217m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.68613251--1.68603663) × cos(1.33441748) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.23418371202739 × 6371000     		du = 143.051467083731m
  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(1.33443993)-sin(1.33441748))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.234161886249846-0.23418371202739)×R²
    abs(-1.68603663--1.68613251)×2.18257775431163e-05×R²
    9.58799999999371e-05×2.18257775431163e-05×6371000²
    9.58799999999371e-05×2.18257775431163e-05×40589641000000     		ar = 20459.5476806577m²