Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 39780 / 41428
↖ ↑ ↗
← S 42.892064°
E 38.518066°		 ← 447.49 m → S 42.892064°
E 38.523559°		 →
↑
447.50 m
↓
↑
447.50 m
↓
S 42.896088°
E 38.518066°		 ← 447.46 m →
200 243 m²		 S 42.896088°
E 38.523559°
↙ ↓ ↘

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 39780 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41428 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.607002258300781 y=0.632148742675781 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.607002258300781 × 216)
    floor (0.607002258300781 × 65536)
    floor (39780.5)     		tx = 39780
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.632148742675781 × 216)
    floor (0.632148742675781 × 65536)
    floor (41428.5)     		ty = 41428
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 39780 / 41428 ti = "16/39780/41428"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/39780/41428.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 39780 ÷ 216
    39780 ÷ 65536     		x = 0.60699462890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41428 ÷ 216
    41428 ÷ 65536     		y = 0.63214111328125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.60699462890625 × 2 - 1) × π
    0.2139892578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.67226708
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.63214111328125 × 2 - 1) × π
    -0.2642822265625 × 3.1415926535     		Φ = -0.830267101419373
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.67226708} λ = 0.67226708}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.830267101419373))-π/2
    2×atan(0.435932832491427)-π/2
    2×0.411094291876827-π/2
    0.822188583753654-1.57079632675     		φ = -0.74860774
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.67226708} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.518066°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.74860774 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -42.892064°
  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 39780 KachelY 41428 0.67226708 -0.74860774 38.518066 -42.892064
    Oben rechts KachelX + 1 39781 KachelY 41428 0.67236295 -0.74860774 38.523559 -42.892064
    Unten links KachelX 39780 KachelY + 1 41429 0.67226708 -0.74867798 38.518066 -42.896088
    Unten rechts KachelX + 1 39781 KachelY + 1 41429 0.67236295 -0.74867798 38.523559 -42.896088
  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(-0.74860774--0.74867798) × R
    7.02399999999992e-05 × 6371000     		dl = 447.499039999995m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.74860774--0.74867798) × R
    7.02399999999992e-05 × 6371000     		dr = 447.499039999995m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.67226708-0.67236295) × cos(-0.74860774) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.732637177798944 × 6371000     		do = 447.4858280469m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.67226708-0.67236295) × cos(-0.74867798) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.732589369285137 × 6371000     		du = 447.456627191365m
  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(-0.74860774)-sin(-0.74867798))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.732637177798944-0.732589369285137)×R²
    abs(0.67236295-0.67226708)×4.78085138065909e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.78085138065909e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.78085138065909e-05×40589641000000     		ar = 200242.944869771m²