Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3375 / 817
↖ ↑ ↗
← N 80.753556°
W 31.684570°		 ← 785.17 m → N 80.753556°
W 31.640625°		 →
↑
785.48 m
↓
↑
785.48 m
↓
N 80.746492°
W 31.684570°		 ← 785.76 m →
616 968 m²		 N 80.746492°
W 31.640625°
↙ ↓ ↘

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 3375 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 817 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.41204833984375 y=0.09979248046875 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.41204833984375 × 213)
    floor (0.41204833984375 × 8192)
    floor (3375.5)     		tx = 3375
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.09979248046875 × 213)
    floor (0.09979248046875 × 8192)
    floor (817.5)     		ty = 817
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3375 / 817 ti = "13/3375/817"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3375/817.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3375 ÷ 213
    3375 ÷ 8192     		x = 0.4119873046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 817 ÷ 213
    817 ÷ 8192     		y = 0.0997314453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4119873046875 × 2 - 1) × π
    -0.176025390625 × 3.1415926535     		Λ = -0.55300007
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0997314453125 × 2 - 1) × π
    0.800537109375 × 3.1415926535     		Φ = 2.51496150166663
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.55300007} λ = -0.55300007}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.51496150166663))-π/2
    2×atan(12.366132694449)-π/2
    2×1.49010588249171-π/2
    2.98021176498342-1.57079632675     		φ = 1.40941544
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.55300007} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.684570°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40941544 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.753556°
  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 3375 KachelY 817 -0.55300007 1.40941544 -31.684570 80.753556
    Oben rechts KachelX + 1 3376 KachelY 817 -0.55223308 1.40941544 -31.640625 80.753556
    Unten links KachelX 3375 KachelY + 1 818 -0.55300007 1.40929215 -31.684570 80.746492
    Unten rechts KachelX + 1 3376 KachelY + 1 818 -0.55223308 1.40929215 -31.640625 80.746492
  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(1.40941544-1.40929215) × R
    0.000123290000000109 × 6371000     		dl = 785.480590000695m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40941544-1.40929215) × R
    0.000123290000000109 × 6371000     		dr = 785.480590000695m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.55300007--0.55223308) × cos(1.40941544) × R
    0.000766989999999912 × 0.160681303402365 × 6371000     		do = 785.168110904019m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.55300007--0.55223308) × cos(1.40929215) × R
    0.000766989999999912 × 0.160802990192724 × 6371000     		du = 785.762732588591m
  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(1.40941544)-sin(1.40929215))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.160681303402365-0.160802990192724)×R²
    abs(-0.55223308--0.55300007)×0.000121686790359343×R²
    0.000766989999999912×0.000121686790359343×6371000²
    0.000766989999999912×0.000121686790359343×40589641000000     		ar = 616967.843681224m²