Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29310 / 42883
↖ ↑ ↗
← S 48.469279°
W 18.995361°		 ← 405.01 m → S 48.469279°
W 18.989868°		 →
↑
404.94 m
↓
↑
404.94 m
↓
S 48.472921°
W 18.995361°		 ← 404.98 m →
163 998 m²		 S 48.472921°
W 18.989868°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 29310 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42883 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.447242736816406 y=0.654350280761719 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.447242736816406 × 216)
    floor (0.447242736816406 × 65536)
    floor (29310.5)     		tx = 29310
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.654350280761719 × 216)
    floor (0.654350280761719 × 65536)
    floor (42883.5)     		ty = 42883
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29310 / 42883 ti = "16/29310/42883"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29310/42883.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29310 ÷ 216
    29310 ÷ 65536     		x = 0.447235107421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42883 ÷ 216
    42883 ÷ 65536     		y = 0.654342651367188
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.447235107421875 × 2 - 1) × π
    -0.10552978515625 × 3.1415926535     		Λ = -0.33153160
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.654342651367188 × 2 - 1) × π
    -0.308685302734375 × 3.1415926535     		Φ = -0.969763479313736
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.33153160} λ = -0.33153160}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.969763479313736))-π/2
    2×atan(0.379172709687896)-π/2
    2×0.362423908329959-π/2
    0.724847816659918-1.57079632675     		φ = -0.84594851
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.33153160} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.995361°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.84594851 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -48.469279°
  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 29310 KachelY 42883 -0.33153160 -0.84594851 -18.995361 -48.469279
    Oben rechts KachelX + 1 29311 KachelY 42883 -0.33143572 -0.84594851 -18.989868 -48.469279
    Unten links KachelX 29310 KachelY + 1 42884 -0.33153160 -0.84601207 -18.995361 -48.472921
    Unten rechts KachelX + 1 29311 KachelY + 1 42884 -0.33143572 -0.84601207 -18.989868 -48.472921
  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(-0.84594851--0.84601207) × R
    6.35599999999625e-05 × 6371000     		dl = 404.940759999761m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.84594851--0.84601207) × R
    6.35599999999625e-05 × 6371000     		dr = 404.940759999761m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.33153160--0.33143572) × cos(-0.84594851) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.663021525943718 × 6371000     		do = 405.007680394548m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.33153160--0.33143572) × cos(-0.84601207) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.662973943567427 × 6371000     		du = 404.978614629568m
  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(-0.84594851)-sin(-0.84601207))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.663021525943718-0.662973943567427)×R²
    abs(-0.33143572--0.33153160)×4.7582376291766e-05×R²
    9.58799999999926e-05×4.7582376291766e-05×6371000²
    9.58799999999926e-05×4.7582376291766e-05×40589641000000     		ar = 163998.233003365m²