Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 16648 / 50184
↖ ↑ ↗
← N 38.805470°
W134.274902°		 ← 238.01 m → N 38.805470°
W134.272156°		 →
↑
237.96 m
↓
↑
237.96 m
↓
N 38.803330°
W134.274902°		 ← 238.02 m →
56 637 m²		 N 38.803330°
W134.272156°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 16648 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 50184 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.127017974853516 y=0.382877349853516 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.127017974853516 × 217)
    floor (0.127017974853516 × 131072)
    floor (16648.5)     		tx = 16648
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.382877349853516 × 217)
    floor (0.382877349853516 × 131072)
    floor (50184.5)     		ty = 50184
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 16648 / 50184 ti = "17/16648/50184"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/16648/50184.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16648 ÷ 217
    16648 ÷ 131072     		x = 0.12701416015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 50184 ÷ 217
    50184 ÷ 131072     		y = 0.38287353515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.12701416015625 × 2 - 1) × π
    -0.7459716796875 × 3.1415926535     		Λ = -2.34353915
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.38287353515625 × 2 - 1) × π
    0.2342529296875 × 3.1415926535     		Φ = 0.735927282967102
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.34353915} λ = -2.34353915}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.735927282967102))-π/2
    2×atan(2.08741672131678)-π/2
    2×1.12403977497879-π/2
    2.24807954995757-1.57079632675     		φ = 0.67728322
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.34353915} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -134.274902°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.67728322 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 38.805470°
  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 16648 KachelY 50184 -2.34353915 0.67728322 -134.274902 38.805470
    Oben rechts KachelX + 1 16649 KachelY 50184 -2.34349121 0.67728322 -134.272156 38.805470
    Unten links KachelX 16648 KachelY + 1 50185 -2.34353915 0.67724587 -134.274902 38.803330
    Unten rechts KachelX + 1 16649 KachelY + 1 50185 -2.34349121 0.67724587 -134.272156 38.803330
  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(0.67728322-0.67724587) × R
    3.7349999999936e-05 × 6371000     		dl = 237.956849999593m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.67728322-0.67724587) × R
    3.7349999999936e-05 × 6371000     		dr = 237.956849999593m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.34353915--2.34349121) × cos(0.67728322) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.779278139372293 × 6371000     		do = 238.01160238345m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.34353915--2.34349121) × cos(0.67724587) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.779301545259954 × 6371000     		du = 238.018751144009m
  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(0.67728322)-sin(0.67724587))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.779278139372293-0.779301545259954)×R²
    abs(-2.34349121--2.34353915)×2.3405887660477e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.3405887660477e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.3405887660477e-05×40589641000000     		ar = 56637.3417213502m²