Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 2964 / 3546
↖ ↑ ↗
← N 23.483401°
W 49.746094°		 ← 4 481.77 m → N 23.483401°
W 49.702149°		 →
↑
4 482.44 m
↓
↑
4 482.44 m
↓
N 23.443089°
W 49.746094°		 ← 4 483.14 m →
20 092 364 m²		 N 23.443089°
W 49.702149°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 2964 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3546 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.36187744140625 y=0.43292236328125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.36187744140625 × 213)
    floor (0.36187744140625 × 8192)
    floor (2964.5)     		tx = 2964
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.43292236328125 × 213)
    floor (0.43292236328125 × 8192)
    floor (3546.5)     		ty = 3546
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 2964 / 3546 ti = "13/2964/3546"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/2964/3546.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2964 ÷ 213
    2964 ÷ 8192     		x = 0.36181640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3546 ÷ 213
    3546 ÷ 8192     		y = 0.432861328125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.36181640625 × 2 - 1) × π
    -0.2763671875 × 3.1415926535     		Λ = -0.86823313
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.432861328125 × 2 - 1) × π
    0.13427734375 × 3.1415926535     		Φ = 0.421844716656494
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.86823313} λ = -0.86823313}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.421844716656494))-π/2
    2×atan(1.52477173464594)-π/2
    2×0.990329493883406-π/2
    1.98065898776681-1.57079632675     		φ = 0.40986266
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.86823313} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -49.746094°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.40986266 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 23.483401°
  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 2964 KachelY 3546 -0.86823313 0.40986266 -49.746094 23.483401
    Oben rechts KachelX + 1 2965 KachelY 3546 -0.86746614 0.40986266 -49.702149 23.483401
    Unten links KachelX 2964 KachelY + 1 3547 -0.86823313 0.40915909 -49.746094 23.443089
    Unten rechts KachelX + 1 2965 KachelY + 1 3547 -0.86746614 0.40915909 -49.702149 23.443089
  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(0.40986266-0.40915909) × R
    0.000703569999999987 × 6371000     		dl = 4482.44446999991m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.40986266-0.40915909) × R
    0.000703569999999987 × 6371000     		dr = 4482.44446999991m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.86823313--0.86746614) × cos(0.40986266) × R
    0.000766990000000023 × 0.917175559172046 × 6371000     		do = 4481.77221564633m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.86823313--0.86746614) × cos(0.40915909) × R
    0.000766990000000023 × 0.917455693085462 × 6371000     		du = 4483.14108813454m
  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(0.40986266)-sin(0.40915909))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.917175559172046-0.917455693085462)×R²
    abs(-0.86746614--0.86823313)×0.000280133913416525×R²
    0.000766990000000023×0.000280133913416525×6371000²
    0.000766990000000023×0.000280133913416525×40589641000000     		ar = 20092363.8601081m²