Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16164 / 19370
↖ ↑ ↗
← S 31.147006°
W  2.416992°		 ← 1 045.53 m → S 31.147006°
W  2.406006°		 →
↑
1 045.48 m
↓
↑
1 045.48 m
↓
S 31.156408°
W  2.416992°		 ← 1 045.43 m →
1 093 029 m²		 S 31.156408°
W  2.406006°
↙ ↓ ↘

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 16164 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19370 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.493301391601562 y=0.591140747070312 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.493301391601562 × 215)
    floor (0.493301391601562 × 32768)
    floor (16164.5)     		tx = 16164
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.591140747070312 × 215)
    floor (0.591140747070312 × 32768)
    floor (19370.5)     		ty = 19370
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16164 / 19370 ti = "15/16164/19370"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16164/19370.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16164 ÷ 215
    16164 ÷ 32768     		x = 0.4932861328125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19370 ÷ 215
    19370 ÷ 32768     		y = 0.59112548828125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4932861328125 × 2 - 1) × π
    -0.013427734375 × 3.1415926535     		Λ = -0.04218447
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.59112548828125 × 2 - 1) × π
    -0.1822509765625 × 3.1415926535     		Φ = -0.572558329061951
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.04218447} λ = -0.04218447}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.572558329061951))-π/2
    2×atan(0.564080487652674)-π/2
    2×0.513589257292573-π/2
    1.02717851458515-1.57079632675     		φ = -0.54361781
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.04218447} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -2.416992°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.54361781 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -31.147006°
  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 16164 KachelY 19370 -0.04218447 -0.54361781 -2.416992 -31.147006
    Oben rechts KachelX + 1 16165 KachelY 19370 -0.04199272 -0.54361781 -2.406006 -31.147006
    Unten links KachelX 16164 KachelY + 1 19371 -0.04218447 -0.54378191 -2.416992 -31.156408
    Unten rechts KachelX + 1 16165 KachelY + 1 19371 -0.04199272 -0.54378191 -2.406006 -31.156408
  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(-0.54361781--0.54378191) × R
    0.0001641 × 6371000     		dl = 1045.4811m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.54361781--0.54378191) × R
    0.0001641 × 6371000     		dr = 1045.4811m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.04218447--0.04199272) × cos(-0.54361781) × R
    0.000191750000000004 × 0.855843026014397 × 6371000     		do = 1045.53143241798m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.04218447--0.04199272) × cos(-0.54378191) × R
    0.000191750000000004 × 0.855758136121641 × 6371000     		du = 1045.42772759306m
  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(-0.54361781)-sin(-0.54378191))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.855843026014397-0.855758136121641)×R²
    abs(-0.04199272--0.04218447)×8.48898927556796e-05×R²
    0.000191750000000004×8.48898927556796e-05×6371000²
    0.000191750000000004×8.48898927556796e-05×40589641000000     		ar = 1093029.14378396m²