Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20376 / 28780
↖ ↑ ↗
← S 79.391998°
E 43.857422°		 ← 224.89 m → S 79.391998°
E 43.868408°		 →
↑
224.90 m
↓
↑
224.90 m
↓
S 79.394020°
E 43.857422°		 ← 224.85 m →
50 572 m²		 S 79.394020°
E 43.868408°
↙ ↓ ↘

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 20376 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 28780 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.621841430664062 y=0.878311157226562 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.621841430664062 × 215)
    floor (0.621841430664062 × 32768)
    floor (20376.5)     		tx = 20376
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.878311157226562 × 215)
    floor (0.878311157226562 × 32768)
    floor (28780.5)     		ty = 28780
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20376 / 28780 ti = "15/20376/28780"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20376/28780.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20376 ÷ 215
    20376 ÷ 32768     		x = 0.621826171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 28780 ÷ 215
    28780 ÷ 32768     		y = 0.8782958984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.621826171875 × 2 - 1) × π
    0.24365234375 × 3.1415926535     		Λ = 0.76545641
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.8782958984375 × 2 - 1) × π
    -0.756591796875 × 3.1415926535     		Φ = -2.37690323076086
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.76545641} λ = 0.76545641}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.37690323076086))-π/2
    2×atan(0.092837629529371)-π/2
    2×0.0925722832593513-π/2
    0.185144566518703-1.57079632675     		φ = -1.38565176
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.76545641} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 43.857422°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.38565176 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -79.391998°
  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 20376 KachelY 28780 0.76545641 -1.38565176 43.857422 -79.391998
    Oben rechts KachelX + 1 20377 KachelY 28780 0.76564816 -1.38565176 43.868408 -79.391998
    Unten links KachelX 20376 KachelY + 1 28781 0.76545641 -1.38568706 43.857422 -79.394020
    Unten rechts KachelX + 1 20377 KachelY + 1 28781 0.76564816 -1.38568706 43.868408 -79.394020
  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(-1.38565176--1.38568706) × R
    3.52999999999604e-05 × 6371000     		dl = 224.896299999747m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.38565176--1.38568706) × R
    3.52999999999604e-05 × 6371000     		dr = 224.896299999747m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.76545641-0.76564816) × cos(-1.38565176) × R
    0.000191750000000046 × 0.184088631548687 × 6371000     		do = 224.889897778718m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.76545641-0.76564816) × cos(-1.38568706) × R
    0.000191750000000046 × 0.184053934723431 × 6371000     		du = 224.847510775136m
  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(-1.38565176)-sin(-1.38568706))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.184088631548687-0.184053934723431)×R²
    abs(0.76564816-0.76545641)×3.46968252555313e-05×R²
    0.000191750000000046×3.46968252555313e-05×6371000²
    0.000191750000000046×3.46968252555313e-05×40589641000000     		ar = 50572.139582716m²