Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 42193 / 10218
↖ ↑ ↗
← N 76.868300°
E 51.773071°		 ← 138.76 m → N 76.868300°
E 51.778564°		 →
↑
138.76 m
↓
↑
138.76 m
↓
N 76.867052°
E 51.773071°		 ← 138.78 m →
19 256 m²		 N 76.867052°
E 51.778564°
↙ ↓ ↘

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 42193 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 10218 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.643821716308594 y=0.155921936035156 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.643821716308594 × 216)
    floor (0.643821716308594 × 65536)
    floor (42193.5)     		tx = 42193
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.155921936035156 × 216)
    floor (0.155921936035156 × 65536)
    floor (10218.5)     		ty = 10218
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 42193 / 10218 ti = "16/42193/10218"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/42193/10218.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 42193 ÷ 216
    42193 ÷ 65536     		x = 0.643814086914062
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 10218 ÷ 216
    10218 ÷ 65536     		y = 0.155914306640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.643814086914062 × 2 - 1) × π
    0.287628173828125 × 3.1415926535     		Λ = 0.90361056
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.155914306640625 × 2 - 1) × π
    0.68817138671875 × 3.1415926535     		Φ = 2.16195417286453
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.90361056} λ = 0.90361056}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16195417286453))-π/2
    2×atan(8.68809912780412)-π/2
    2×1.45620063019685-π/2
    2.91240126039369-1.57079632675     		φ = 1.34160493
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.90361056} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.773071°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34160493 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.868300°
  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 42193 KachelY 10218 0.90361056 1.34160493 51.773071 76.868300
    Oben rechts KachelX + 1 42194 KachelY 10218 0.90370643 1.34160493 51.778564 76.868300
    Unten links KachelX 42193 KachelY + 1 10219 0.90361056 1.34158315 51.773071 76.867052
    Unten rechts KachelX + 1 42194 KachelY + 1 10219 0.90370643 1.34158315 51.778564 76.867052
  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(1.34160493-1.34158315) × R
    2.17799999999713e-05 × 6371000     		dl = 138.760379999817m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34160493-1.34158315) × R
    2.17799999999713e-05 × 6371000     		dr = 138.760379999817m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.90361056-0.90370643) × cos(1.34160493) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.227190139322971 × 6371000     		do = 138.764958563064m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.90361056-0.90370643) × cos(1.34158315) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.227211349731232 × 6371000     		du = 138.777913621026m
  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(1.34160493)-sin(1.34158315))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.227190139322971-0.227211349731232)×R²
    abs(0.90370643-0.90361056)×2.1210408260669e-05×R²
    9.58699999999979e-05×2.1210408260669e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×2.1210408260669e-05×40589641000000     		ar = 19255.9772060156m²