Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 38847 / 30659
↖ ↑ ↗
← N 68.717450°
W 73.303528°		 ← 110.84 m → N 68.717450°
W 73.300781°		 →
↑
110.86 m
↓
↑
110.86 m
↓
N 68.716453°
W 73.303528°		 ← 110.84 m →
12 287 m²		 N 68.716453°
W 73.300781°
↙ ↓ ↘

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 38847 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 30659 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.296382904052734 y=0.233913421630859 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.296382904052734 × 217)
    floor (0.296382904052734 × 131072)
    floor (38847.5)     		tx = 38847
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.233913421630859 × 217)
    floor (0.233913421630859 × 131072)
    floor (30659.5)     		ty = 30659
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 38847 / 30659 ti = "17/38847/30659"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/38847/30659.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 38847 ÷ 217
    38847 ÷ 131072     		x = 0.296379089355469
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 30659 ÷ 217
    30659 ÷ 131072     		y = 0.233909606933594
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.296379089355469 × 2 - 1) × π
    -0.407241821289062 × 3.1415926535     		Λ = -1.27938791
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.233909606933594 × 2 - 1) × π
    0.532180786132812 × 3.1415926535     		Φ = 1.6718952480487
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.27938791} λ = -1.27938791}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.6718952480487))-π/2
    2×atan(5.32224521942408)-π/2
    2×1.38507104151844-π/2
    2.77014208303687-1.57079632675     		φ = 1.19934576
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.27938791} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -73.303528°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.19934576 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 68.717450°
  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 38847 KachelY 30659 -1.27938791 1.19934576 -73.303528 68.717450
    Oben rechts KachelX + 1 38848 KachelY 30659 -1.27933998 1.19934576 -73.300781 68.717450
    Unten links KachelX 38847 KachelY + 1 30660 -1.27938791 1.19932836 -73.303528 68.716453
    Unten rechts KachelX + 1 38848 KachelY + 1 30660 -1.27933998 1.19932836 -73.300781 68.716453
  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(1.19934576-1.19932836) × R
    1.73999999999452e-05 × 6371000     		dl = 110.855399999651m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.19934576-1.19932836) × R
    1.73999999999452e-05 × 6371000     		dr = 110.855399999651m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.27938791--1.27933998) × cos(1.19934576) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.362967454134788 × 6371000     		do = 110.836478618599m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.27938791--1.27933998) × cos(1.19932836) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.362983667431467 × 6371000     		du = 110.841429543786m
  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(1.19934576)-sin(1.19932836))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.362967454134788-0.362983667431467)×R²
    abs(-1.27933998--1.27938791)×1.62132966789463e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.62132966789463e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.62132966789463e-05×40589641000000     		ar = 12287.0965904672m²