Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 30208 / 19966
↖ ↑ ↗
← N 77.158384°
W 97.031250°		 ← 67.88 m → N 77.158384°
W 97.028503°		 →
↑
67.91 m
↓
↑
67.91 m
↓
N 77.157773°
W 97.031250°		 ← 67.89 m →
4 610 m²		 N 77.157773°
W 97.028503°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 30208 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19966 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.230472564697266 y=0.152332305908203 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.230472564697266 × 217)
    floor (0.230472564697266 × 131072)
    floor (30208.5)     		tx = 30208
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.152332305908203 × 217)
    floor (0.152332305908203 × 131072)
    floor (19966.5)     		ty = 19966
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 30208 / 19966 ti = "17/30208/19966"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/30208/19966.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30208 ÷ 217
    30208 ÷ 131072     		x = 0.23046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19966 ÷ 217
    19966 ÷ 131072     		y = 0.152328491210938
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.23046875 × 2 - 1) × π
    -0.5390625 × 3.1415926535     		Λ = -1.69351479
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.152328491210938 × 2 - 1) × π
    0.695343017578125 × 3.1415926535     		Φ = 2.18448451568596
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.69351479} λ = -1.69351479}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.18448451568596))-π/2
    2×atan(8.88606674452721)-π/2
    2×1.45873208194566-π/2
    2.91746416389131-1.57079632675     		φ = 1.34666784
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.69351479} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -97.031250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34666784 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.158384°
  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 30208 KachelY 19966 -1.69351479 1.34666784 -97.031250 77.158384
    Oben rechts KachelX + 1 30209 KachelY 19966 -1.69346685 1.34666784 -97.028503 77.158384
    Unten links KachelX 30208 KachelY + 1 19967 -1.69351479 1.34665718 -97.031250 77.157773
    Unten rechts KachelX + 1 30209 KachelY + 1 19967 -1.69346685 1.34665718 -97.028503 77.157773
  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(1.34666784-1.34665718) × R
    1.06600000000512e-05 × 6371000     		dl = 67.9148600003261m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34666784-1.34665718) × R
    1.06600000000512e-05 × 6371000     		dr = 67.9148600003261m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.69351479--1.69346685) × cos(1.34666784) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.222256731574151 × 6371000     		do = 67.8829267109721m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.69351479--1.69346685) × cos(1.34665718) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.22226712493549 × 6371000     		du = 67.8861011110499m
  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(1.34666784)-sin(1.34665718))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.222256731574151-0.22226712493549)×R²
    abs(-1.69346685--1.69351479)×1.03933613384288e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.03933613384288e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.03933613384288e-05×40589641000000     		ar = 4610.36725853511m²