Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20450 / 4312
↖ ↑ ↗
← N 78.716316°
E 44.670410°		 ← 239.02 m → N 78.716316°
E 44.681396°		 →
↑
239.04 m
↓
↑
239.04 m
↓
N 78.714166°
E 44.670410°		 ← 239.07 m →
57 141 m²		 N 78.714166°
E 44.681396°
↙ ↓ ↘

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 20450 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4312 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.624099731445312 y=0.131607055664062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.624099731445312 × 215)
    floor (0.624099731445312 × 32768)
    floor (20450.5)     		tx = 20450
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.131607055664062 × 215)
    floor (0.131607055664062 × 32768)
    floor (4312.5)     		ty = 4312
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20450 / 4312 ti = "15/20450/4312"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20450/4312.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20450 ÷ 215
    20450 ÷ 32768     		x = 0.62408447265625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4312 ÷ 215
    4312 ÷ 32768     		y = 0.131591796875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62408447265625 × 2 - 1) × π
    0.2481689453125 × 3.1415926535     		Λ = 0.77964574
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.131591796875 × 2 - 1) × π
    0.73681640625 × 3.1415926535     		Φ = 2.31477700885327
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.77964574} λ = 0.77964574}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.31477700885327))-π/2
    2×atan(10.1226654022836)-π/2
    2×1.47232760933617-π/2
    2.94465521867234-1.57079632675     		φ = 1.37385889
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.77964574} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 44.670410°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.37385889 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.716316°
  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 20450 KachelY 4312 0.77964574 1.37385889 44.670410 78.716316
    Oben rechts KachelX + 1 20451 KachelY 4312 0.77983748 1.37385889 44.681396 78.716316
    Unten links KachelX 20450 KachelY + 1 4313 0.77964574 1.37382137 44.670410 78.714166
    Unten rechts KachelX + 1 20451 KachelY + 1 4313 0.77983748 1.37382137 44.681396 78.714166
  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(1.37385889-1.37382137) × R
    3.75200000000131e-05 × 6371000     		dl = 239.039920000083m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.37385889-1.37382137) × R
    3.75200000000131e-05 × 6371000     		dr = 239.039920000083m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.77964574-0.77983748) × cos(1.37385889) × R
    0.000191739999999996 × 0.195666887958985 × 6371000     		do = 239.021884318612m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.77964574-0.77983748) × cos(1.37382137) × R
    0.000191739999999996 × 0.195703682575339 × 6371000     		du = 239.066831721953m
  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(1.37385889)-sin(1.37382137))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.195666887958985-0.195703682575339)×R²
    abs(0.77983748-0.77964574)×3.6794616353808e-05×R²
    0.000191739999999996×3.6794616353808e-05×6371000²
    0.000191739999999996×3.6794616353808e-05×40589641000000     		ar = 57141.1442245809m²