Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 18848 / 14496
↖ ↑ ↗
← N 20.303418°
E 27.070312°		 ← 1 145.74 m → N 20.303418°
E 27.081299°		 →
↑
1 145.76 m
↓
↑
1 145.76 m
↓
N 20.293114°
E 27.070312°		 ← 1 145.81 m →
1 312 784 m²		 N 20.293114°
E 27.081299°
↙ ↓ ↘

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 18848 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 14496 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.575210571289062 y=0.442398071289062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.575210571289062 × 215)
    floor (0.575210571289062 × 32768)
    floor (18848.5)     		tx = 18848
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.442398071289062 × 215)
    floor (0.442398071289062 × 32768)
    floor (14496.5)     		ty = 14496
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 18848 / 14496 ti = "15/18848/14496"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/18848/14496.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 18848 ÷ 215
    18848 ÷ 32768     		x = 0.5751953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 14496 ÷ 215
    14496 ÷ 32768     		y = 0.4423828125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5751953125 × 2 - 1) × π
    0.150390625 × 3.1415926535     		Λ = 0.47246608
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4423828125 × 2 - 1) × π
    0.115234375 × 3.1415926535     		Φ = 0.362019465930664
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.47246608} λ = 0.47246608}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.362019465930664))-π/2
    2×atan(1.43622689918148)-π/2
    2×0.962578905944964-π/2
    1.92515781188993-1.57079632675     		φ = 0.35436149
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.47246608} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 27.070312°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.35436149 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 20.303418°
  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 18848 KachelY 14496 0.47246608 0.35436149 27.070312 20.303418
    Oben rechts KachelX + 1 18849 KachelY 14496 0.47265783 0.35436149 27.081299 20.303418
    Unten links KachelX 18848 KachelY + 1 14497 0.47246608 0.35418165 27.070312 20.293114
    Unten rechts KachelX + 1 18849 KachelY + 1 14497 0.47265783 0.35418165 27.081299 20.293114
  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(0.35436149-0.35418165) × R
    0.000179839999999987 × 6371000     		dl = 1145.76063999992m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.35436149-0.35418165) × R
    0.000179839999999987 × 6371000     		dr = 1145.76063999992m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.47246608-0.47265783) × cos(0.35436149) × R
    0.000191749999999991 × 0.93786823759148 × 6371000     		do = 1145.73665037002m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.47246608-0.47265783) × cos(0.35418165) × R
    0.000191749999999991 × 0.937930625393618 × 6371000     		du = 1145.81286575783m
  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(0.35436149)-sin(0.35418165))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.93786823759148-0.937930625393618)×R²
    abs(0.47265783-0.47246608)×6.23878021382973e-05×R²
    0.000191749999999991×6.23878021382973e-05×6371000²
    0.000191749999999991×6.23878021382973e-05×40589641000000     		ar = 1312783.62363325m²