Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 39340 / 42021
↖ ↑ ↗
← S 45.232349°
E 36.101074°		 ← 430.14 m → S 45.232349°
E 36.106567°		 →
↑
430.17 m
↓
↑
430.17 m
↓
S 45.236218°
E 36.101074°		 ← 430.11 m →
185 026 m²		 S 45.236218°
E 36.106567°
↙ ↓ ↘

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 39340 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42021 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.600288391113281 y=0.641197204589844 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.600288391113281 × 216)
    floor (0.600288391113281 × 65536)
    floor (39340.5)     		tx = 39340
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.641197204589844 × 216)
    floor (0.641197204589844 × 65536)
    floor (42021.5)     		ty = 42021
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 39340 / 42021 ti = "16/39340/42021"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/39340/42021.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 39340 ÷ 216
    39340 ÷ 65536     		x = 0.60028076171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42021 ÷ 216
    42021 ÷ 65536     		y = 0.641189575195312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.60028076171875 × 2 - 1) × π
    0.2005615234375 × 3.1415926535     		Λ = 0.63008261
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.641189575195312 × 2 - 1) × π
    -0.282379150390625 × 3.1415926535     		Φ = -0.887120264368759
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.63008261} λ = 0.63008261}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.887120264368759))-π/2
    2×atan(0.411840037150283)-π/2
    2×0.390671452452167-π/2
    0.781342904904334-1.57079632675     		φ = -0.78945342
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.63008261} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 36.101074°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.78945342 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -45.232349°
  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 39340 KachelY 42021 0.63008261 -0.78945342 36.101074 -45.232349
    Oben rechts KachelX + 1 39341 KachelY 42021 0.63017848 -0.78945342 36.106567 -45.232349
    Unten links KachelX 39340 KachelY + 1 42022 0.63008261 -0.78952094 36.101074 -45.236218
    Unten rechts KachelX + 1 39341 KachelY + 1 42022 0.63017848 -0.78952094 36.106567 -45.236218
  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(-0.78945342--0.78952094) × R
    6.75199999999876e-05 × 6371000     		dl = 430.169919999921m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.78945342--0.78952094) × R
    6.75199999999876e-05 × 6371000     		dr = 430.169919999921m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.63008261-0.63017848) × cos(-0.78945342) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.704233475387757 × 6371000     		do = 430.137193991429m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.63008261-0.63017848) × cos(-0.78952094) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.704185536712189 × 6371000     		du = 430.107913634682m
  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(-0.78945342)-sin(-0.78952094))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.704233475387757-0.704185536712189)×R²
    abs(0.63017848-0.63008261)×4.79386755679601e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.79386755679601e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.79386755679601e-05×40589641000000     		ar = 185025.784634458m²