Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20188 / 4869
↖ ↑ ↗
← N 77.454101°
E 41.791992°		 ← 265.37 m → N 77.454101°
E 41.802978°		 →
↑
265.35 m
↓
↑
265.35 m
↓
N 77.451715°
E 41.791992°		 ← 265.42 m →
70 422 m²		 N 77.451715°
E 41.802978°
↙ ↓ ↘

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 20188 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4869 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.616104125976562 y=0.148605346679688 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.616104125976562 × 215)
    floor (0.616104125976562 × 32768)
    floor (20188.5)     		tx = 20188
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.148605346679688 × 215)
    floor (0.148605346679688 × 32768)
    floor (4869.5)     		ty = 4869
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20188 / 4869 ti = "15/20188/4869"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20188/4869.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20188 ÷ 215
    20188 ÷ 32768     		x = 0.6160888671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4869 ÷ 215
    4869 ÷ 32768     		y = 0.148590087890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.6160888671875 × 2 - 1) × π
    0.232177734375 × 3.1415926535     		Λ = 0.72940786
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.148590087890625 × 2 - 1) × π
    0.70281982421875 × 3.1415926535     		Φ = 2.20797359649979
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.72940786} λ = 0.72940786}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.20797359649979))-π/2
    2×atan(9.09726297678276)-π/2
    2×1.46131271046758-π/2
    2.92262542093515-1.57079632675     		φ = 1.35182909
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.72940786} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 41.791992°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35182909 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.454101°
  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 20188 KachelY 4869 0.72940786 1.35182909 41.791992 77.454101
    Oben rechts KachelX + 1 20189 KachelY 4869 0.72959961 1.35182909 41.802978 77.454101
    Unten links KachelX 20188 KachelY + 1 4870 0.72940786 1.35178744 41.791992 77.451715
    Unten rechts KachelX + 1 20189 KachelY + 1 4870 0.72959961 1.35178744 41.802978 77.451715
  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(1.35182909-1.35178744) × R
    4.16500000000042e-05 × 6371000     		dl = 265.352150000027m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35182909-1.35178744) × R
    4.16500000000042e-05 × 6371000     		dr = 265.352150000027m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.72940786-0.72959961) × cos(1.35182909) × R
    0.000191749999999935 × 0.217221635900582 × 6371000     		do = 265.36647636527m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.72940786-0.72959961) × cos(1.35178744) × R
    0.000191749999999935 × 0.217262291206304 × 6371000     		du = 265.416142482461m
  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(1.35182909)-sin(1.35178744))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.217221635900582-0.217262291206304)×R²
    abs(0.72959961-0.72940786)×4.06553057221981e-05×R²
    0.000191749999999935×4.06553057221981e-05×6371000²
    0.000191749999999935×4.06553057221981e-05×40589641000000     		ar = 70422.1545574456m²