Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4057 / 4315
↖ ↑ ↗
← S  9.579084°
W  1.713867°		 ← 4 818.42 m → S  9.579084°
W  1.669922°		 →
↑
4 818.07 m
↓
↑
4 818.07 m
↓
S  9.622414°
W  1.713867°		 ← 4 817.81 m →
23 214 010 m²		 S  9.622414°
W  1.669922°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 4057 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4315 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.49530029296875 y=0.52679443359375 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.49530029296875 × 213)
    floor (0.49530029296875 × 8192)
    floor (4057.5)     		tx = 4057
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.52679443359375 × 213)
    floor (0.52679443359375 × 8192)
    floor (4315.5)     		ty = 4315
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4057 / 4315 ti = "13/4057/4315"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4057/4315.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4057 ÷ 213
    4057 ÷ 8192     		x = 0.4952392578125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4315 ÷ 213
    4315 ÷ 8192     		y = 0.5267333984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4952392578125 × 2 - 1) × π
    -0.009521484375 × 3.1415926535     		Λ = -0.02991263
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.5267333984375 × 2 - 1) × π
    -0.053466796875 × 3.1415926535     		Φ = -0.167970896268677
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.02991263} λ = -0.02991263}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.167970896268677))-π/2
    2×atan(0.845378437993559)-π/2
    2×0.701804882906133-π/2
    1.40360976581227-1.57079632675     		φ = -0.16718656
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.02991263} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -1.713867°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.16718656 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -9.579084°
  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 4057 KachelY 4315 -0.02991263 -0.16718656 -1.713867 -9.579084
    Oben rechts KachelX + 1 4058 KachelY 4315 -0.02914563 -0.16718656 -1.669922 -9.579084
    Unten links KachelX 4057 KachelY + 1 4316 -0.02991263 -0.16794281 -1.713867 -9.622414
    Unten rechts KachelX + 1 4058 KachelY + 1 4316 -0.02914563 -0.16794281 -1.669922 -9.622414
  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(-0.16718656--0.16794281) × R
    0.000756249999999986 × 6371000     		dl = 4818.06874999991m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.16718656--0.16794281) × R
    0.000756249999999986 × 6371000     		dr = 4818.06874999991m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.02991263--0.02914563) × cos(-0.16718656) × R
    0.000767 × 0.986056850001528 × 6371000     		do = 4818.42300277292m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.02991263--0.02914563) × cos(-0.16794281) × R
    0.000767 × 0.985930721388994 × 6371000     		du = 4817.80666811844m
  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(-0.16718656)-sin(-0.16794281))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.986056850001528-0.985930721388994)×R²
    abs(-0.02914563--0.02991263)×0.000126128612534249×R²
    0.000767×0.000126128612534249×6371000²
    0.000767×0.000126128612534249×40589641000000     		ar = 23214009.6289403m²