Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20196 / 4850
↖ ↑ ↗
← N 77.499364°
E 41.879883°		 ← 264.41 m → N 77.499364°
E 41.890869°		 →
↑
264.46 m
↓
↑
264.46 m
↓
N 77.496986°
E 41.879883°		 ← 264.46 m →
69 933 m²		 N 77.496986°
E 41.890869°
↙ ↓ ↘

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 20196 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4850 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.616348266601562 y=0.148025512695312 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.616348266601562 × 215)
    floor (0.616348266601562 × 32768)
    floor (20196.5)     		tx = 20196
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.148025512695312 × 215)
    floor (0.148025512695312 × 32768)
    floor (4850.5)     		ty = 4850
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20196 / 4850 ti = "15/20196/4850"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20196/4850.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20196 ÷ 215
    20196 ÷ 32768     		x = 0.6163330078125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4850 ÷ 215
    4850 ÷ 32768     		y = 0.14801025390625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.6163330078125 × 2 - 1) × π
    0.232666015625 × 3.1415926535     		Λ = 0.73094185
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.14801025390625 × 2 - 1) × π
    0.7039794921875 × 3.1415926535     		Φ = 2.21161680087091
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.73094185} λ = 0.73094185}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.21161680087091))-π/2
    2×atan(9.13046661211393)-π/2
    2×1.46170769907763-π/2
    2.92341539815526-1.57079632675     		φ = 1.35261907
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.73094185} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 41.879883°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35261907 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.499364°
  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 20196 KachelY 4850 0.73094185 1.35261907 41.879883 77.499364
    Oben rechts KachelX + 1 20197 KachelY 4850 0.73113359 1.35261907 41.890869 77.499364
    Unten links KachelX 20196 KachelY + 1 4851 0.73094185 1.35257756 41.879883 77.496986
    Unten rechts KachelX + 1 20197 KachelY + 1 4851 0.73113359 1.35257756 41.890869 77.496986
  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(1.35261907-1.35257756) × R
    4.15099999999669e-05 × 6371000     		dl = 264.460209999789m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35261907-1.35257756) × R
    4.15099999999669e-05 × 6371000     		dr = 264.460209999789m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.73094185-0.73113359) × cos(1.35261907) × R
    0.000191739999999996 × 0.216450451099046 × 6371000     		do = 264.410576684554m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.73094185-0.73113359) × cos(1.35257756) × R
    0.000191739999999996 × 0.216490976860077 × 6371000     		du = 264.46008196297m
  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(1.35261907)-sin(1.35257756))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.216450451099046-0.216490976860077)×R²
    abs(0.73113359-0.73094185)×4.05257610310572e-05×R²
    0.000191739999999996×4.05257610310572e-05×6371000²
    0.000191739999999996×4.05257610310572e-05×40589641000000     		ar = 69932.6227337309m²