Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 28678 / 20374
↖ ↑ ↗
← N 76.906933°
W101.233521°		 ← 69.19 m → N 76.906933°
W101.230774°		 →
↑
69.19 m
↓
↑
69.19 m
↓
N 76.906310°
W101.233521°		 ← 69.19 m →
4 787 m²		 N 76.906310°
W101.230774°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 28678 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20374 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.218799591064453 y=0.155445098876953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.218799591064453 × 217)
    floor (0.218799591064453 × 131072)
    floor (28678.5)     		tx = 28678
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.155445098876953 × 217)
    floor (0.155445098876953 × 131072)
    floor (20374.5)     		ty = 20374
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 28678 / 20374 ti = "17/28678/20374"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/28678/20374.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 28678 ÷ 217
    28678 ÷ 131072     		x = 0.218795776367188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20374 ÷ 217
    20374 ÷ 131072     		y = 0.155441284179688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.218795776367188 × 2 - 1) × π
    -0.562408447265625 × 3.1415926535     		Λ = -1.76685825
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.155441284179688 × 2 - 1) × π
    0.689117431640625 × 3.1415926535     		Φ = 2.16492626064098
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.76685825} λ = -1.76685825}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16492626064098))-π/2
    2×atan(8.71395933138395)-π/2
    2×1.45653775656465-π/2
    2.9130755131293-1.57079632675     		φ = 1.34227919
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.76685825} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -101.233521°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34227919 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.906933°
  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 28678 KachelY 20374 -1.76685825 1.34227919 -101.233521 76.906933
    Oben rechts KachelX + 1 28679 KachelY 20374 -1.76681031 1.34227919 -101.230774 76.906933
    Unten links KachelX 28678 KachelY + 1 20375 -1.76685825 1.34226833 -101.233521 76.906310
    Unten rechts KachelX + 1 28679 KachelY + 1 20375 -1.76681031 1.34226833 -101.230774 76.906310
  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(1.34227919-1.34226833) × R
    1.08599999999459e-05 × 6371000     		dl = 69.1890599996554m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34227919-1.34226833) × R
    1.08599999999459e-05 × 6371000     		dr = 69.1890599996554m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.76685825--1.76681031) × cos(1.34227919) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.226533459345182 × 6371000     		do = 69.1891494552168m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.76685825--1.76681031) × cos(1.34226833) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.226544037008572 × 6371000     		du = 69.1923801458851m
  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(1.34227919)-sin(1.34226833))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.226533459345182-0.226544037008572)×R²
    abs(-1.76681031--1.76685825)×1.05776633899934e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.05776633899934e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.05776633899934e-05×40589641000000     		ar = 4787.24397742323m²