Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4768 / 3680
↖ ↑ ↗
← N 17.978733°
E 29.531250°		 ← 4 647.95 m → N 17.978733°
E 29.575196°		 →
↑
4 648.47 m
↓
↑
4 648.47 m
↓
N 17.936928°
E 29.531250°		 ← 4 649.05 m →
21 608 434 m²		 N 17.936928°
E 29.575196°
↙ ↓ ↘

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 4768 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3680 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.58209228515625 y=0.44927978515625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.58209228515625 × 213)
    floor (0.58209228515625 × 8192)
    floor (4768.5)     		tx = 4768
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.44927978515625 × 213)
    floor (0.44927978515625 × 8192)
    floor (3680.5)     		ty = 3680
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4768 / 3680 ti = "13/4768/3680"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4768/3680.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4768 ÷ 213
    4768 ÷ 8192     		x = 0.58203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3680 ÷ 213
    3680 ÷ 8192     		y = 0.44921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.58203125 × 2 - 1) × π
    0.1640625 × 3.1415926535     		Λ = 0.51541754
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.44921875 × 2 - 1) × π
    0.1015625 × 3.1415926535     		Φ = 0.319068003871094
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.51541754} λ = 0.51541754}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.319068003871094))-π/2
    2×atan(1.37584488450297)-π/2
    2×0.942292207320475-π/2
    1.88458441464095-1.57079632675     		φ = 0.31378809
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.51541754} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 29.531250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.31378809 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 17.978733°
  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 4768 KachelY 3680 0.51541754 0.31378809 29.531250 17.978733
    Oben rechts KachelX + 1 4769 KachelY 3680 0.51618454 0.31378809 29.575196 17.978733
    Unten links KachelX 4768 KachelY + 1 3681 0.51541754 0.31305846 29.531250 17.936928
    Unten rechts KachelX + 1 4769 KachelY + 1 3681 0.51618454 0.31305846 29.575196 17.936928
  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(0.31378809-0.31305846) × R
    0.000729630000000037 × 6371000     		dl = 4648.47273000023m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.31378809-0.31305846) × R
    0.000729630000000037 × 6371000     		dr = 4648.47273000023m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.51541754-0.51618454) × cos(0.31378809) × R
    0.000767000000000073 × 0.951171150272265 × 6371000     		do = 4647.95204256143m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.51541754-0.51618454) × cos(0.31305846) × R
    0.000767000000000073 × 0.951396107557898 × 6371000     		du = 4649.05130916024m
  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(0.31378809)-sin(0.31305846))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.951171150272265-0.951396107557898)×R²
    abs(0.51618454-0.51541754)×0.000224957285632765×R²
    0.000767000000000073×0.000224957285632765×6371000²
    0.000767000000000073×0.000224957285632765×40589641000000     		ar = 21608434.2342217m²