Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30176 / 21018
↖ ↑ ↗
← N 54.078729°
W 14.238281°		 ← 358.37 m → N 54.078729°
W 14.232788°		 →
↑
358.37 m
↓
↑
358.37 m
↓
N 54.075506°
W 14.238281°		 ← 358.40 m →
128 434 m²		 N 54.075506°
W 14.232788°
↙ ↓ ↘

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 30176 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21018 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.460456848144531 y=0.320716857910156 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.460456848144531 × 216)
    floor (0.460456848144531 × 65536)
    floor (30176.5)     		tx = 30176
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.320716857910156 × 216)
    floor (0.320716857910156 × 65536)
    floor (21018.5)     		ty = 21018
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30176 / 21018 ti = "16/30176/21018"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30176/21018.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30176 ÷ 216
    30176 ÷ 65536     		x = 0.46044921875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21018 ÷ 216
    21018 ÷ 65536     		y = 0.320709228515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.46044921875 × 2 - 1) × π
    -0.0791015625 × 3.1415926535     		Λ = -0.24850489
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.320709228515625 × 2 - 1) × π
    0.35858154296875 × 3.1415926535     		Φ = 1.12651714107132
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.24850489} λ = -0.24850489}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.12651714107132))-π/2
    2×atan(3.08489351909527)-π/2
    2×1.25732409753401-π/2
    2.51464819506803-1.57079632675     		φ = 0.94385187
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.24850489} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -14.238281°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.94385187 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.078729°
  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 30176 KachelY 21018 -0.24850489 0.94385187 -14.238281 54.078729
    Oben rechts KachelX + 1 30177 KachelY 21018 -0.24840901 0.94385187 -14.232788 54.078729
    Unten links KachelX 30176 KachelY + 1 21019 -0.24850489 0.94379562 -14.238281 54.075506
    Unten rechts KachelX + 1 30177 KachelY + 1 21019 -0.24840901 0.94379562 -14.232788 54.075506
  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(0.94385187-0.94379562) × R
    5.62500000000909e-05 × 6371000     		dl = 358.368750000579m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.94385187-0.94379562) × R
    5.62500000000909e-05 × 6371000     		dr = 358.368750000579m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.24850489--0.24840901) × cos(0.94385187) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.586673048594551 × 6371000     		do = 358.370100010066m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.24850489--0.24840901) × cos(0.94379562) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.586718600260247 × 6371000     		du = 358.397925312473m
  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(0.94385187)-sin(0.94379562))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.586673048594551-0.586718600260247)×R²
    abs(-0.24840901--0.24850489)×4.55516656964194e-05×R²
    9.58799999999926e-05×4.55516656964194e-05×6371000²
    9.58799999999926e-05×4.55516656964194e-05×40589641000000     		ar = 128433.630671323m²