Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 30832 / 38992
↖ ↑ ↗
← N 58.699776°
W 95.317383°		 ← 158.64 m → N 58.699776°
W 95.314636°		 →
↑
158.70 m
↓
↑
158.70 m
↓
N 58.698349°
W 95.317383°		 ← 158.65 m →
25 177 m²		 N 58.698349°
W 95.314636°
↙ ↓ ↘

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 30832 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38992 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.235233306884766 y=0.297489166259766 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.235233306884766 × 217)
    floor (0.235233306884766 × 131072)
    floor (30832.5)     		tx = 30832
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.297489166259766 × 217)
    floor (0.297489166259766 × 131072)
    floor (38992.5)     		ty = 38992
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 30832 / 38992 ti = "17/30832/38992"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/30832/38992.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30832 ÷ 217
    30832 ÷ 131072     		x = 0.2352294921875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38992 ÷ 217
    38992 ÷ 131072     		y = 0.2974853515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.2352294921875 × 2 - 1) × π
    -0.529541015625 × 3.1415926535     		Λ = -1.66360216
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.2974853515625 × 2 - 1) × π
    0.405029296875 × 3.1415926535     		Φ = 1.27243706351477
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.66360216} λ = -1.66360216}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.27243706351477))-π/2
    2×atan(3.56954116925982)-π/2
    2×1.29765034173595-π/2
    2.59530068347189-1.57079632675     		φ = 1.02450436
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.66360216} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -95.317383°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.02450436 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 58.699776°
  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 30832 KachelY 38992 -1.66360216 1.02450436 -95.317383 58.699776
    Oben rechts KachelX + 1 30833 KachelY 38992 -1.66355423 1.02450436 -95.314636 58.699776
    Unten links KachelX 30832 KachelY + 1 38993 -1.66360216 1.02447945 -95.317383 58.698349
    Unten rechts KachelX + 1 30833 KachelY + 1 38993 -1.66355423 1.02447945 -95.314636 58.698349
  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(1.02450436-1.02447945) × R
    2.49099999998226e-05 × 6371000     		dl = 158.70160999887m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.02450436-1.02447945) × R
    2.49099999998226e-05 × 6371000     		dr = 158.70160999887m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.66360216--1.66355423) × cos(1.02450436) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.519522453596238 × 6371000     		do = 158.642431060825m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.66360216--1.66355423) × cos(1.02447945) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.519543737953898 × 6371000     		du = 158.648930495487m
  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(1.02450436)-sin(1.02447945))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.519522453596238-0.519543737953898)×R²
    abs(-1.66355423--1.66360216)×2.1284357660023e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.1284357660023e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.1284357660023e-05×40589641000000     		ar = 25177.3249601659m²