Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30551 / 20199
↖ ↑ ↗
← N 56.635085°
W 12.178345°		 ← 335.91 m → N 56.635085°
W 12.172852°		 →
↑
335.94 m
↓
↑
335.94 m
↓
N 56.632063°
W 12.178345°		 ← 335.94 m →
112 853 m²		 N 56.632063°
W 12.172852°
↙ ↓ ↘

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 30551 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20199 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.466178894042969 y=0.308219909667969 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.466178894042969 × 216)
    floor (0.466178894042969 × 65536)
    floor (30551.5)     		tx = 30551
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.308219909667969 × 216)
    floor (0.308219909667969 × 65536)
    floor (20199.5)     		ty = 20199
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30551 / 20199 ti = "16/30551/20199"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30551/20199.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30551 ÷ 216
    30551 ÷ 65536     		x = 0.466171264648438
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20199 ÷ 216
    20199 ÷ 65536     		y = 0.308212280273438
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.466171264648438 × 2 - 1) × π
    -0.067657470703125 × 3.1415926535     		Λ = -0.21255221
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.308212280273438 × 2 - 1) × π
    0.383575439453125 × 3.1415926535     		Φ = 1.20503778264897
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.21255221} λ = -0.21255221}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.20503778264897))-π/2
    2×atan(3.33688515204605)-π/2
    2×1.27963251533375-π/2
    2.55926503066751-1.57079632675     		φ = 0.98846870
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.21255221} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -12.178345°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.98846870 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 56.635085°
  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 30551 KachelY 20199 -0.21255221 0.98846870 -12.178345 56.635085
    Oben rechts KachelX + 1 30552 KachelY 20199 -0.21245634 0.98846870 -12.172852 56.635085
    Unten links KachelX 30551 KachelY + 1 20200 -0.21255221 0.98841597 -12.178345 56.632063
    Unten rechts KachelX + 1 30552 KachelY + 1 20200 -0.21245634 0.98841597 -12.172852 56.632063
  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(0.98846870-0.98841597) × R
    5.27299999999453e-05 × 6371000     		dl = 335.942829999652m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.98846870-0.98841597) × R
    5.27299999999453e-05 × 6371000     		dr = 335.942829999652m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.21255221--0.21245634) × cos(0.98846870) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.549969423356568 × 6371000     		do = 335.914597660136m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.21255221--0.21245634) × cos(0.98841597) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.550013461885939 × 6371000     		du = 335.941495855286m
  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(0.98846870)-sin(0.98841597))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.549969423356568-0.550013461885939)×R²
    abs(-0.21245634--0.21255221)×4.40385293718482e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.40385293718482e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.40385293718482e-05×40589641000000     		ar = 112852.618729813m²