Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1704 / 2663
↖ ↑ ↗
← S 47.457808°
W 30.234375°		 ← 6 607.84 m → S 47.457808°
W 30.146484°		 →
↑
6 604.11 m
↓
↑
6 604.11 m
↓
S 47.517200°
W 30.234375°		 ← 6 600.37 m →
43 614 268 m²		 S 47.517200°
W 30.146484°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1704 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2663 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.4161376953125 y=0.6502685546875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.4161376953125 × 212)
    floor (0.4161376953125 × 4096)
    floor (1704.5)     		tx = 1704
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.6502685546875 × 212)
    floor (0.6502685546875 × 4096)
    floor (2663.5)     		ty = 2663
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1704 / 2663 ti = "12/1704/2663"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1704/2663.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1704 ÷ 212
    1704 ÷ 4096     		x = 0.416015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2663 ÷ 212
    2663 ÷ 4096     		y = 0.650146484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.416015625 × 2 - 1) × π
    -0.16796875 × 3.1415926535     		Λ = -0.52768939
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.650146484375 × 2 - 1) × π
    -0.30029296875 × 3.1415926535     		Φ = -0.943398184522705
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.52768939} λ = -0.52768939}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.943398184522705))-π/2
    2×atan(0.389302662759995)-π/2
    2×0.371250656085241-π/2
    0.742501312170483-1.57079632675     		φ = -0.82829501
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.52768939} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -30.234375°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.82829501 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -47.457808°
  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 1704 KachelY 2663 -0.52768939 -0.82829501 -30.234375 -47.457808
    Oben rechts KachelX + 1 1705 KachelY 2663 -0.52615541 -0.82829501 -30.146484 -47.457808
    Unten links KachelX 1704 KachelY + 1 2664 -0.52768939 -0.82933160 -30.234375 -47.517200
    Unten rechts KachelX + 1 1705 KachelY + 1 2664 -0.52615541 -0.82933160 -30.146484 -47.517200
  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(-0.82829501--0.82933160) × R
    0.00103658999999989 × 6371000     		dl = 6604.11488999932m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.82829501--0.82933160) × R
    0.00103658999999989 × 6371000     		dr = 6604.11488999932m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.52768939--0.52615541) × cos(-0.82829501) × R
    0.00153398000000005 × 0.676132944141508 × 6371000     		do = 6607.83818939104m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.52768939--0.52615541) × cos(-0.82933160) × R
    0.00153398000000005 × 0.675368842609735 × 6371000     		du = 6600.37063537527m
  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(-0.82829501)-sin(-0.82933160))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.676132944141508-0.675368842609735)×R²
    abs(-0.52615541--0.52768939)×0.00076410153177231×R²
    0.00153398000000005×0.00076410153177231×6371000²
    0.00153398000000005×0.00076410153177231×40589641000000     		ar = 43614268.1902945m²