Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 18889 / 14396
↖ ↑ ↗
← N 21.330315°
E 27.520752°		 ← 1 137.96 m → N 21.330315°
E 27.531738°		 →
↑
1 137.99 m
↓
↑
1 137.99 m
↓
N 21.320081°
E 27.520752°		 ← 1 138.03 m →
1 295 025 m²		 N 21.320081°
E 27.531738°
↙ ↓ ↘

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 18889 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 14396 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.576461791992188 y=0.439346313476562 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.576461791992188 × 215)
    floor (0.576461791992188 × 32768)
    floor (18889.5)     		tx = 18889
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.439346313476562 × 215)
    floor (0.439346313476562 × 32768)
    floor (14396.5)     		ty = 14396
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 18889 / 14396 ti = "15/18889/14396"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/18889/14396.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 18889 ÷ 215
    18889 ÷ 32768     		x = 0.576446533203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 14396 ÷ 215
    14396 ÷ 32768     		y = 0.4393310546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.576446533203125 × 2 - 1) × π
    0.15289306640625 × 3.1415926535     		Λ = 0.48032773
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4393310546875 × 2 - 1) × π
    0.121337890625 × 3.1415926535     		Φ = 0.381194225778687
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.48032773} λ = 0.48032773}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.381194225778687))-π/2
    2×atan(1.46403193053893)-π/2
    2×0.971540277651954-π/2
    1.94308055530391-1.57079632675     		φ = 0.37228423
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.48032773} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 27.520752°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.37228423 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.330315°
  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 18889 KachelY 14396 0.48032773 0.37228423 27.520752 21.330315
    Oben rechts KachelX + 1 18890 KachelY 14396 0.48051948 0.37228423 27.531738 21.330315
    Unten links KachelX 18889 KachelY + 1 14397 0.48032773 0.37210561 27.520752 21.320081
    Unten rechts KachelX + 1 18890 KachelY + 1 14397 0.48051948 0.37210561 27.531738 21.320081
  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(0.37228423-0.37210561) × R
    0.000178620000000018 × 6371000     		dl = 1137.98802000012m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.37228423-0.37210561) × R
    0.000178620000000018 × 6371000     		dr = 1137.98802000012m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.48032773-0.48051948) × cos(0.37228423) × R
    0.000191749999999991 × 0.931498901201934 × 6371000     		do = 1137.9556190401m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.48032773-0.48051948) × cos(0.37210561) × R
    0.000191749999999991 × 0.93156385831952 × 6371000     		du = 1138.03497320451m
  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(0.37228423)-sin(0.37210561))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.931498901201934-0.93156385831952)×R²
    abs(0.48051948-0.48032773)×6.49571175856956e-05×R²
    0.000191749999999991×6.49571175856956e-05×6371000²
    0.000191749999999991×6.49571175856956e-05×40589641000000     		ar = 1295025.01724662m²