Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40378 / 9738
↖ ↑ ↗
← N 77.454101°
E 41.802978°		 ← 132.69 m → N 77.454101°
E 41.808472°		 →
↑
132.64 m
↓
↑
132.64 m
↓
N 77.452909°
E 41.802978°		 ← 132.70 m →
17 601 m²		 N 77.452909°
E 41.808472°
↙ ↓ ↘

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 40378 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9738 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.616127014160156 y=0.148597717285156 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.616127014160156 × 216)
    floor (0.616127014160156 × 65536)
    floor (40378.5)     		tx = 40378
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.148597717285156 × 216)
    floor (0.148597717285156 × 65536)
    floor (9738.5)     		ty = 9738
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40378 / 9738 ti = "16/40378/9738"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40378/9738.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40378 ÷ 216
    40378 ÷ 65536     		x = 0.616119384765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9738 ÷ 216
    9738 ÷ 65536     		y = 0.148590087890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.616119384765625 × 2 - 1) × π
    0.23223876953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.72959961
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.148590087890625 × 2 - 1) × π
    0.70281982421875 × 3.1415926535     		Φ = 2.20797359649979
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.72959961} λ = 0.72959961}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.20797359649979))-π/2
    2×atan(9.09726297678276)-π/2
    2×1.46131271046758-π/2
    2.92262542093515-1.57079632675     		φ = 1.35182909
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.72959961} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 41.802978°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.35182909 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.454101°
  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 40378 KachelY 9738 0.72959961 1.35182909 41.802978 77.454101
    Oben rechts KachelX + 1 40379 KachelY 9738 0.72969549 1.35182909 41.808472 77.454101
    Unten links KachelX 40378 KachelY + 1 9739 0.72959961 1.35180827 41.802978 77.452909
    Unten rechts KachelX + 1 40379 KachelY + 1 9739 0.72969549 1.35180827 41.808472 77.452909
  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(1.35182909-1.35180827) × R
    2.08200000000325e-05 × 6371000     		dl = 132.644220000207m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.35182909-1.35180827) × R
    2.08200000000325e-05 × 6371000     		dr = 132.644220000207m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.72959961-0.72969549) × cos(1.35182909) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.217221635900582 × 6371000     		do = 132.690157777958m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.72959961-0.72969549) × cos(1.35180827) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.217241958719961 × 6371000     		du = 132.702572002254m
  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(1.35182909)-sin(1.35180827))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.217221635900582-0.217241958719961)×R²
    abs(0.72969549-0.72959961)×2.03228193790261e-05×R²
    9.58800000000481e-05×2.03228193790261e-05×6371000²
    9.58800000000481e-05×2.03228193790261e-05×40589641000000     		ar = 17601.4058182406m²