Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29407 / 23071
↖ ↑ ↗
← N 46.924007°
W 18.462524°		 ← 417.15 m → N 46.924007°
W 18.457032°		 →
↑
417.17 m
↓
↑
417.17 m
↓
N 46.920255°
W 18.462524°		 ← 417.18 m →
174 029 m²		 N 46.920255°
W 18.457032°
↙ ↓ ↘

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 29407 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 23071 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.448722839355469 y=0.352043151855469 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.448722839355469 × 216)
    floor (0.448722839355469 × 65536)
    floor (29407.5)     		tx = 29407
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.352043151855469 × 216)
    floor (0.352043151855469 × 65536)
    floor (23071.5)     		ty = 23071
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29407 / 23071 ti = "16/29407/23071"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29407/23071.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29407 ÷ 216
    29407 ÷ 65536     		x = 0.448715209960938
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 23071 ÷ 216
    23071 ÷ 65536     		y = 0.352035522460938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.448715209960938 × 2 - 1) × π
    -0.102569580078125 × 3.1415926535     		Λ = -0.32223184
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.352035522460938 × 2 - 1) × π
    0.295928955078125 × 3.1415926535     		Φ = 0.929688231231369
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.32223184} λ = -0.32223184}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.929688231231369))-π/2
    2×atan(2.53371911997651)-π/2
    2×1.19488737445719-π/2
    2.38977474891439-1.57079632675     		φ = 0.81897842
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.32223184} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -18.462524°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.81897842 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 46.924007°
  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 29407 KachelY 23071 -0.32223184 0.81897842 -18.462524 46.924007
    Oben rechts KachelX + 1 29408 KachelY 23071 -0.32213597 0.81897842 -18.457032 46.924007
    Unten links KachelX 29407 KachelY + 1 23072 -0.32223184 0.81891294 -18.462524 46.920255
    Unten rechts KachelX + 1 29408 KachelY + 1 23072 -0.32213597 0.81891294 -18.457032 46.920255
  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(0.81897842-0.81891294) × R
    6.54799999999511e-05 × 6371000     		dl = 417.173079999689m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.81897842-0.81891294) × R
    6.54799999999511e-05 × 6371000     		dr = 417.173079999689m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.32223184--0.32213597) × cos(0.81897842) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.682967775122667 × 6371000     		do = 417.148364349026m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.32223184--0.32213597) × cos(0.81891294) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.68301560342657 × 6371000     		du = 417.17757729211m
  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(0.81897842)-sin(0.81891294))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.682967775122667-0.68301560342657)×R²
    abs(-0.32213597--0.32223184)×4.78283039024863e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.78283039024863e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.78283039024863e-05×40589641000000     		ar = 174029.161461601m²