Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2543 / 3590
↖ ↑ ↗
← S 79.269962°
E 43.505859°		 ← 1 819.55 m → S 79.269962°
E 43.593750°		 →
↑
1 818.16 m
↓
↑
1 818.16 m
↓
S 79.286313°
E 43.505859°		 ← 1 816.81 m →
3 305 738 m²		 S 79.286313°
E 43.593750°
↙ ↓ ↘

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 2543 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3590 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6209716796875 y=0.8765869140625 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6209716796875 × 212)
    floor (0.6209716796875 × 4096)
    floor (2543.5)     		tx = 2543
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.8765869140625 × 212)
    floor (0.8765869140625 × 4096)
    floor (3590.5)     		ty = 3590
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2543 / 3590 ti = "12/2543/3590"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2543/3590.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2543 ÷ 212
    2543 ÷ 4096     		x = 0.620849609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3590 ÷ 212
    3590 ÷ 4096     		y = 0.87646484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.620849609375 × 2 - 1) × π
    0.24169921875 × 3.1415926535     		Λ = 0.75932049
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.87646484375 × 2 - 1) × π
    -0.7529296875 × 3.1415926535     		Φ = -2.36539837485205
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.75932049} λ = 0.75932049}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.36539837485205))-π/2
    2×atan(0.0939118807838503)-π/2
    2×0.0936372491425956-π/2
    0.187274498285191-1.57079632675     		φ = -1.38352183
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.75932049} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 43.505859°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.38352183 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -79.269962°
  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 2543 KachelY 3590 0.75932049 -1.38352183 43.505859 -79.269962
    Oben rechts KachelX + 1 2544 KachelY 3590 0.76085447 -1.38352183 43.593750 -79.269962
    Unten links KachelX 2543 KachelY + 1 3591 0.75932049 -1.38380721 43.505859 -79.286313
    Unten rechts KachelX + 1 2544 KachelY + 1 3591 0.76085447 -1.38380721 43.593750 -79.286313
  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(-1.38352183--1.38380721) × R
    0.000285380000000002 × 6371000     		dl = 1818.15598000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.38352183--1.38380721) × R
    0.000285380000000002 × 6371000     		dr = 1818.15598000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.75932049-0.76085447) × cos(-1.38352183) × R
    0.00153397999999993 × 0.186181741143653 × 6371000     		do = 1819.55165763788m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.75932049-0.76085447) × cos(-1.38380721) × R
    0.00153397999999993 × 0.185901343343195 × 6371000     		du = 1816.81133369694m
  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(-1.38352183)-sin(-1.38380721))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.186181741143653-0.185901343343195)×R²
    abs(0.76085447-0.75932049)×0.000280397800458076×R²
    0.00153397999999993×0.000280397800458076×6371000²
    0.00153397999999993×0.000280397800458076×40589641000000     		ar = 3305737.58150802m²