Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 37230 / 38790
↖ ↑ ↗
← S 31.381779°
E 24.510498°		 ← 521.49 m → S 31.381779°
E 24.515991°		 →
↑
521.47 m
↓
↑
521.47 m
↓
S 31.386468°
E 24.510498°		 ← 521.47 m →
271 935 m²		 S 31.386468°
E 24.515991°
↙ ↓ ↘

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 37230 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38790 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.568092346191406 y=0.591896057128906 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.568092346191406 × 216)
    floor (0.568092346191406 × 65536)
    floor (37230.5)     		tx = 37230
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.591896057128906 × 216)
    floor (0.591896057128906 × 65536)
    floor (38790.5)     		ty = 38790
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 37230 / 38790 ti = "16/37230/38790"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/37230/38790.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 37230 ÷ 216
    37230 ÷ 65536     		x = 0.568084716796875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38790 ÷ 216
    38790 ÷ 65536     		y = 0.591888427734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.568084716796875 × 2 - 1) × π
    0.13616943359375 × 3.1415926535     		Λ = 0.42778889
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.591888427734375 × 2 - 1) × π
    -0.18377685546875 × 3.1415926535     		Φ = -0.577352019023956
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.42778889} λ = 0.42778889}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.577352019023956))-π/2
    2×atan(0.561382931470943)-π/2
    2×0.511540480964326-π/2
    1.02308096192865-1.57079632675     		φ = -0.54771536
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.42778889} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.510498°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.54771536 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -31.381779°
  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 37230 KachelY 38790 0.42778889 -0.54771536 24.510498 -31.381779
    Oben rechts KachelX + 1 37231 KachelY 38790 0.42788477 -0.54771536 24.515991 -31.381779
    Unten links KachelX 37230 KachelY + 1 38791 0.42778889 -0.54779721 24.510498 -31.386468
    Unten rechts KachelX + 1 37231 KachelY + 1 38791 0.42788477 -0.54779721 24.515991 -31.386468
  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(-0.54771536--0.54779721) × R
    8.18500000000499e-05 × 6371000     		dl = 521.466350000318m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.54771536--0.54779721) × R
    8.18500000000499e-05 × 6371000     		dr = 521.466350000318m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.42778889-0.42788477) × cos(-0.54771536) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.853716448262407 × 6371000     		do = 521.493955921697m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.42778889-0.42788477) × cos(-0.54779721) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.853673822984772 × 6371000     		du = 521.467918207768m
  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(-0.54771536)-sin(-0.54779721))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.853716448262407-0.853673822984772)×R²
    abs(0.42788477-0.42778889)×4.26252776344338e-05×R²
    9.58800000000481e-05×4.26252776344338e-05×6371000²
    9.58800000000481e-05×4.26252776344338e-05×40589641000000     		ar = 271934.760997594m²