Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20424 / 4333
↖ ↑ ↗
← N 78.671084°
E 44.384766°		 ← 239.98 m → N 78.671084°
E 44.395752°		 →
↑
240 m
↓
↑
240 m
↓
N 78.668926°
E 44.384766°		 ← 240.03 m →
57 600 m²		 N 78.668926°
E 44.395752°
↙ ↓ ↘

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 20424 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4333 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.623306274414062 y=0.132247924804688 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.623306274414062 × 215)
    floor (0.623306274414062 × 32768)
    floor (20424.5)     		tx = 20424
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.132247924804688 × 215)
    floor (0.132247924804688 × 32768)
    floor (4333.5)     		ty = 4333
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20424 / 4333 ti = "15/20424/4333"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20424/4333.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20424 ÷ 215
    20424 ÷ 32768     		x = 0.623291015625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4333 ÷ 215
    4333 ÷ 32768     		y = 0.132232666015625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.623291015625 × 2 - 1) × π
    0.24658203125 × 3.1415926535     		Λ = 0.77466030
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.132232666015625 × 2 - 1) × π
    0.73553466796875 × 3.1415926535     		Φ = 2.31075030928519
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.77466030} λ = 0.77466030}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.31075030928519))-π/2
    2×atan(10.0819864258538)-π/2
    2×1.47193288464979-π/2
    2.94386576929958-1.57079632675     		φ = 1.37306944
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.77466030} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 44.384766°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.37306944 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.671084°
  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 20424 KachelY 4333 0.77466030 1.37306944 44.384766 78.671084
    Oben rechts KachelX + 1 20425 KachelY 4333 0.77485205 1.37306944 44.395752 78.671084
    Unten links KachelX 20424 KachelY + 1 4334 0.77466030 1.37303177 44.384766 78.668926
    Unten rechts KachelX + 1 20425 KachelY + 1 4334 0.77485205 1.37303177 44.395752 78.668926
  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(1.37306944-1.37303177) × R
    3.76699999999897e-05 × 6371000     		dl = 239.995569999934m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.37306944-1.37303177) × R
    3.76699999999897e-05 × 6371000     		dr = 239.995569999934m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.77466030-0.77485205) × cos(1.37306944) × R
    0.000191750000000046 × 0.196441017167284 × 6371000     		do = 239.980056881536m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.77466030-0.77485205) × cos(1.37303177) × R
    0.000191750000000046 × 0.196477953052181 × 6371000     		du = 240.025179208259m
  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(1.37306944)-sin(1.37303177))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.196441017167284-0.196477953052181)×R²
    abs(0.77485205-0.77466030)×3.6935884896977e-05×R²
    0.000191750000000046×3.6935884896977e-05×6371000²
    0.000191750000000046×3.6935884896977e-05×40589641000000     		ar = 57599.5651263004m²