Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40374 / 9696
↖ ↑ ↗
← N 77.504119°
E 41.781006°		 ← 132.16 m → N 77.504119°
E 41.786499°		 →
↑
132.13 m
↓
↑
132.13 m
↓
N 77.502931°
E 41.781006°		 ← 132.17 m →
17 463 m²		 N 77.502931°
E 41.786499°
↙ ↓ ↘

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 40374 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9696 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.616065979003906 y=0.147956848144531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.616065979003906 × 216)
    floor (0.616065979003906 × 65536)
    floor (40374.5)     		tx = 40374
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.147956848144531 × 216)
    floor (0.147956848144531 × 65536)
    floor (9696.5)     		ty = 9696
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40374 / 9696 ti = "16/40374/9696"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40374/9696.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40374 ÷ 216
    40374 ÷ 65536     		x = 0.616058349609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9696 ÷ 216
    9696 ÷ 65536     		y = 0.14794921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.616058349609375 × 2 - 1) × π
    0.23211669921875 × 3.1415926535     		Λ = 0.72921612
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.14794921875 × 2 - 1) × π
    0.7041015625 × 3.1415926535     		Φ = 2.21200029606787
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.72921612} λ = 0.72921612}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.21200029606787))-π/2
    2×atan(9.13396877369383)-π/2
    2×1.46174919516288-π/2
    2.92349839032576-1.57079632675     		φ = 1.35270206
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.72921612} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 41.781006°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35270206 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.504119°
  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 40374 KachelY 9696 0.72921612 1.35270206 41.781006 77.504119
    Oben rechts KachelX + 1 40375 KachelY 9696 0.72931199 1.35270206 41.786499 77.504119
    Unten links KachelX 40374 KachelY + 1 9697 0.72921612 1.35268132 41.781006 77.502931
    Unten rechts KachelX + 1 40375 KachelY + 1 9697 0.72931199 1.35268132 41.786499 77.502931
  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(1.35270206-1.35268132) × R
    2.07399999998525e-05 × 6371000     		dl = 132.134539999061m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35270206-1.35268132) × R
    2.07399999998525e-05 × 6371000     		dr = 132.134539999061m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.72921612-0.72931199) × cos(1.35270206) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.216369427747516 × 6371000     		do = 132.155800270079m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.72921612-0.72931199) × cos(1.35268132) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.216389676402824 × 6371000     		du = 132.1681679011m
  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(1.35270206)-sin(1.35268132))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.216369427747516-0.216389676402824)×R²
    abs(0.72931199-0.72921612)×2.02486553081693e-05×R²
    9.58699999999979e-05×2.02486553081693e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×2.02486553081693e-05×40589641000000     		ar = 17463.1629732433m²