Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20908 / 5071
↖ ↑ ↗
← N 76.962812°
E 49.702149°		 ← 275.57 m → N 76.962812°
E 49.713135°		 →
↑
275.61 m
↓
↑
275.61 m
↓
N 76.960333°
E 49.702149°		 ← 275.62 m →
75 956 m²		 N 76.960333°
E 49.713135°
↙ ↓ ↘

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 20908 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5071 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.638076782226562 y=0.154769897460938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.638076782226562 × 215)
    floor (0.638076782226562 × 32768)
    floor (20908.5)     		tx = 20908
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.154769897460938 × 215)
    floor (0.154769897460938 × 32768)
    floor (5071.5)     		ty = 5071
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20908 / 5071 ti = "15/20908/5071"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20908/5071.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20908 ÷ 215
    20908 ÷ 32768     		x = 0.6380615234375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5071 ÷ 215
    5071 ÷ 32768     		y = 0.154754638671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.6380615234375 × 2 - 1) × π
    0.276123046875 × 3.1415926535     		Λ = 0.86746614
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.154754638671875 × 2 - 1) × π
    0.69049072265625 × 3.1415926535     		Φ = 2.16924058160678
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.86746614} λ = 0.86746614}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16924058160678))-π/2
    2×atan(8.75163536363064)-π/2
    2×1.45702540022465-π/2
    2.91405080044931-1.57079632675     		φ = 1.34325447
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.86746614} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.702149°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34325447 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.962812°
  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 20908 KachelY 5071 0.86746614 1.34325447 49.702149 76.962812
    Oben rechts KachelX + 1 20909 KachelY 5071 0.86765788 1.34325447 49.713135 76.962812
    Unten links KachelX 20908 KachelY + 1 5072 0.86746614 1.34321121 49.702149 76.960333
    Unten rechts KachelX + 1 20909 KachelY + 1 5072 0.86765788 1.34321121 49.713135 76.960333
  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(1.34325447-1.34321121) × R
    4.32599999999894e-05 × 6371000     		dl = 275.609459999933m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34325447-1.34321121) × R
    4.32599999999894e-05 × 6371000     		dr = 275.609459999933m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.86746614-0.86765788) × cos(1.34325447) × R
    0.000191739999999996 × 0.225583425739519 × 6371000     		do = 275.567195112797m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.86746614-0.86765788) × cos(1.34321121) × R
    0.000191739999999996 × 0.225625570452356 × 6371000     		du = 275.618678063139m
  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(1.34325447)-sin(1.34321121))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.225583425739519-0.225625570452356)×R²
    abs(0.86765788-0.86746614)×4.21447128366725e-05×R²
    0.000191739999999996×4.21447128366725e-05×6371000²
    0.000191739999999996×4.21447128366725e-05×40589641000000     		ar = 75956.0204445442m²