Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2323 / 1900
↖ ↑ ↗
← N 12.897489°
E 24.169922°		 ← 9 526.42 m → N 12.897489°
E 24.257813°		 →
↑
9 528.02 m
↓
↑
9 528.02 m
↓
N 12.811802°
E 24.169922°		 ← 9 529.68 m →
90 783 479 m²		 N 12.811802°
E 24.257813°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2323 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1900 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5672607421875 y=0.4639892578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5672607421875 × 212)
    floor (0.5672607421875 × 4096)
    floor (2323.5)     		tx = 2323
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.4639892578125 × 212)
    floor (0.4639892578125 × 4096)
    floor (1900.5)     		ty = 1900
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2323 / 1900 ti = "12/2323/1900"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2323/1900.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2323 ÷ 212
    2323 ÷ 4096     		x = 0.567138671875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1900 ÷ 212
    1900 ÷ 4096     		y = 0.4638671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.567138671875 × 2 - 1) × π
    0.13427734375 × 3.1415926535     		Λ = 0.42184472
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4638671875 × 2 - 1) × π
    0.072265625 × 3.1415926535     		Φ = 0.227029156600586
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.42184472} λ = 0.42184472}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.227029156600586))-π/2
    2×atan(1.25486645504692)-π/2
    2×0.897949989142734-π/2
    1.79589997828547-1.57079632675     		φ = 0.22510365
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.42184472} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.169922°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.22510365 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 12.897489°
  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 2323 KachelY 1900 0.42184472 0.22510365 24.169922 12.897489
    Oben rechts KachelX + 1 2324 KachelY 1900 0.42337870 0.22510365 24.257813 12.897489
    Unten links KachelX 2323 KachelY + 1 1901 0.42184472 0.22360812 24.169922 12.811802
    Unten rechts KachelX + 1 2324 KachelY + 1 1901 0.42337870 0.22360812 24.257813 12.811802
  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(0.22510365-0.22360812) × R
    0.00149552999999999 × 6371000     		dl = 9528.02162999997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.22510365-0.22360812) × R
    0.00149552999999999 × 6371000     		dr = 9528.02162999997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.42184472-0.42337870) × cos(0.22510365) × R
    0.00153397999999999 × 0.974770976858286 × 6371000     		do = 9526.42367540946m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.42184472-0.42337870) × cos(0.22360812) × R
    0.00153397999999999 × 0.975103700003249 × 6371000     		du = 9529.67537424004m
  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(0.22510365)-sin(0.22360812))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.974770976858286-0.975103700003249)×R²
    abs(0.42337870-0.42184472)×0.000332723144963021×R²
    0.00153397999999999×0.000332723144963021×6371000²
    0.00153397999999999×0.000332723144963021×40589641000000     		ar = 90783478.8848453m²