Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2435 / 1808
↖ ↑ ↗
← N 20.632784°
E 34.013672°		 ← 9 146.19 m → N 20.632784°
E 34.101563°		 →
↑
9 148.63 m
↓
↑
9 148.63 m
↓
N 20.550509°
E 34.013672°		 ← 9 151.12 m →
83 697 668 m²		 N 20.550509°
E 34.101563°
↙ ↓ ↘

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 2435 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1808 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5946044921875 y=0.4415283203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5946044921875 × 212)
    floor (0.5946044921875 × 4096)
    floor (2435.5)     		tx = 2435
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.4415283203125 × 212)
    floor (0.4415283203125 × 4096)
    floor (1808.5)     		ty = 1808
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2435 / 1808 ti = "12/2435/1808"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2435/1808.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2435 ÷ 212
    2435 ÷ 4096     		x = 0.594482421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1808 ÷ 212
    1808 ÷ 4096     		y = 0.44140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.594482421875 × 2 - 1) × π
    0.18896484375 × 3.1415926535     		Λ = 0.59365056
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.44140625 × 2 - 1) × π
    0.1171875 × 3.1415926535     		Φ = 0.368155389082031
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.59365056} λ = 0.59365056}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.368155389082031))-π/2
    2×atan(1.44506656909631)-π/2
    2×0.965453172903975-π/2
    1.93090634580795-1.57079632675     		φ = 0.36011002
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.59365056} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 34.013672°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.36011002 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 20.632784°
  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 2435 KachelY 1808 0.59365056 0.36011002 34.013672 20.632784
    Oben rechts KachelX + 1 2436 KachelY 1808 0.59518455 0.36011002 34.101563 20.632784
    Unten links KachelX 2435 KachelY + 1 1809 0.59365056 0.35867404 34.013672 20.550509
    Unten rechts KachelX + 1 2436 KachelY + 1 1809 0.59518455 0.35867404 34.101563 20.550509
  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(0.36011002-0.35867404) × R
    0.00143597999999995 × 6371000     		dl = 9148.62857999967m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.36011002-0.35867404) × R
    0.00143597999999995 × 6371000     		dr = 9148.62857999967m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.59365056-0.59518455) × cos(0.36011002) × R
    0.00153398999999999 × 0.935858060802633 × 6371000     		do = 9146.18789252592m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.59365056-0.59518455) × cos(0.35867404) × R
    0.00153398999999999 × 0.936363102350712 × 6371000     		du = 9151.12368897384m
  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(0.36011002)-sin(0.35867404))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.935858060802633-0.936363102350712)×R²
    abs(0.59518455-0.59365056)×0.000505041548079066×R²
    0.00153398999999999×0.000505041548079066×6371000²
    0.00153398999999999×0.000505041548079066×40589641000000     		ar = 83697668.2181546m²