Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 29528 / 23007
↖ ↑ ↗
← N 47.163575°
W 17.797852°		 ← 415.28 m → N 47.163575°
W 17.792359°		 →
↑
415.33 m
↓
↑
415.33 m
↓
N 47.159840°
W 17.797852°		 ← 415.31 m →
172 482 m²		 N 47.159840°
W 17.792359°
↙ ↓ ↘

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 29528 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 23007 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.450569152832031 y=0.351066589355469 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.450569152832031 × 216)
    floor (0.450569152832031 × 65536)
    floor (29528.5)     		tx = 29528
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.351066589355469 × 216)
    floor (0.351066589355469 × 65536)
    floor (23007.5)     		ty = 23007
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 29528 / 23007 ti = "16/29528/23007"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/29528/23007.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 29528 ÷ 216
    29528 ÷ 65536     		x = 0.4505615234375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 23007 ÷ 216
    23007 ÷ 65536     		y = 0.351058959960938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4505615234375 × 2 - 1) × π
    -0.098876953125 × 3.1415926535     		Λ = -0.31063111
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.351058959960938 × 2 - 1) × π
    0.297882080078125 × 3.1415926535     		Φ = 0.935824154382736
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.31063111} λ = -0.31063111}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.935824154382736))-π/2
    2×atan(2.54931362018414)-π/2
    2×1.19697799866836-π/2
    2.39395599733671-1.57079632675     		φ = 0.82315967
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.31063111} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -17.797852°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.82315967 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 47.163575°
  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 29528 KachelY 23007 -0.31063111 0.82315967 -17.797852 47.163575
    Oben rechts KachelX + 1 29529 KachelY 23007 -0.31053524 0.82315967 -17.792359 47.163575
    Unten links KachelX 29528 KachelY + 1 23008 -0.31063111 0.82309448 -17.797852 47.159840
    Unten rechts KachelX + 1 29529 KachelY + 1 23008 -0.31053524 0.82309448 -17.792359 47.159840
  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(0.82315967-0.82309448) × R
    6.51900000000483e-05 × 6371000     		dl = 415.325490000307m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.82315967-0.82309448) × R
    6.51900000000483e-05 × 6371000     		dr = 415.325490000307m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.31063111--0.31053524) × cos(0.82315967) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.679907626107923 × 6371000     		do = 415.279262756443m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.31063111--0.31053524) × cos(0.82309448) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.679955428344822 × 6371000     		du = 415.30845977812m
  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(0.82315967)-sin(0.82309448))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.679907626107923-0.679955428344822)×R²
    abs(-0.31053524--0.31063111)×4.78022368994857e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.78022368994857e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.78022368994857e-05×40589641000000     		ar = 172482.126485893m²