Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4436 / 3923
↖ ↑ ↗
← N  7.580328°
E 14.941406°		 ← 4 843.79 m → N  7.580328°
E 14.985351°		 →
↑
4 844.06 m
↓
↑
4 844.06 m
↓
N  7.536764°
E 14.941406°		 ← 4 844.28 m →
23 464 804 m²		 N  7.536764°
E 14.985351°
↙ ↓ ↘

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 4436 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3923 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.54156494140625 y=0.47894287109375 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.54156494140625 × 213)
    floor (0.54156494140625 × 8192)
    floor (4436.5)     		tx = 4436
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.47894287109375 × 213)
    floor (0.47894287109375 × 8192)
    floor (3923.5)     		ty = 3923
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4436 / 3923 ti = "13/4436/3923"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4436/3923.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4436 ÷ 213
    4436 ÷ 8192     		x = 0.54150390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3923 ÷ 213
    3923 ÷ 8192     		y = 0.4788818359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.54150390625 × 2 - 1) × π
    0.0830078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.26077673
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4788818359375 × 2 - 1) × π
    0.042236328125 × 3.1415926535     		Φ = 0.132689338148315
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.26077673} λ = 0.26077673}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.132689338148315))-π/2
    2×atan(1.14189519994534)-π/2
    2×0.851549002565139-π/2
    1.70309800513028-1.57079632675     		φ = 0.13230168
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.26077673} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 14.941406°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.13230168 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 7.580328°
  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 4436 KachelY 3923 0.26077673 0.13230168 14.941406 7.580328
    Oben rechts KachelX + 1 4437 KachelY 3923 0.26154372 0.13230168 14.985351 7.580328
    Unten links KachelX 4436 KachelY + 1 3924 0.26077673 0.13154135 14.941406 7.536764
    Unten rechts KachelX + 1 4437 KachelY + 1 3924 0.26154372 0.13154135 14.985351 7.536764
  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(0.13230168-0.13154135) × R
    0.000760330000000004 × 6371000     		dl = 4844.06243000002m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.13230168-0.13154135) × R
    0.000760330000000004 × 6371000     		dr = 4844.06243000002m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.26077673-0.26154372) × cos(0.13230168) × R
    0.000766989999999967 × 0.991260891152012 × 6371000     		do = 4843.78969325352m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.26077673-0.26154372) × cos(0.13154135) × R
    0.000766989999999967 × 0.991360904351957 × 6371000     		du = 4844.27840708397m
  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(0.13230168)-sin(0.13154135))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.991260891152012-0.991360904351957)×R²
    abs(0.26154372-0.26077673)×0.000100013199945237×R²
    0.000766989999999967×0.000100013199945237×6371000²
    0.000766989999999967×0.000100013199945237×40589641000000     		ar = 23464804.4824836m²