Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 4871 / 3590
↖ ↑ ↗
← N 21.698265°
E 34.057617°		 ← 4 540.25 m → N 21.698265°
E 34.101563°		 →
↑
4 540.87 m
↓
↑
4 540.87 m
↓
N 21.657428°
E 34.057617°		 ← 4 541.54 m →
20 619 613 m²		 N 21.657428°
E 34.101563°
↙ ↓ ↘

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 4871 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3590 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.59466552734375 y=0.43829345703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.59466552734375 × 213)
    floor (0.59466552734375 × 8192)
    floor (4871.5)     		tx = 4871
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.43829345703125 × 213)
    floor (0.43829345703125 × 8192)
    floor (3590.5)     		ty = 3590
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 4871 / 3590 ti = "13/4871/3590"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/4871/3590.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 4871 ÷ 213
    4871 ÷ 8192     		x = 0.5946044921875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3590 ÷ 213
    3590 ÷ 8192     		y = 0.438232421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5946044921875 × 2 - 1) × π
    0.189208984375 × 3.1415926535     		Λ = 0.59441756
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.438232421875 × 2 - 1) × π
    0.12353515625 × 3.1415926535     		Φ = 0.388097139323975
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.59441756} λ = 0.59441756}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.388097139323975))-π/2
    2×atan(1.47417297749964)-π/2
    2×0.974751250838275-π/2
    1.94950250167655-1.57079632675     		φ = 0.37870617
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.59441756} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 34.057617°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.37870617 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.698265°
  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 4871 KachelY 3590 0.59441756 0.37870617 34.057617 21.698265
    Oben rechts KachelX + 1 4872 KachelY 3590 0.59518455 0.37870617 34.101563 21.698265
    Unten links KachelX 4871 KachelY + 1 3591 0.59441756 0.37799343 34.057617 21.657428
    Unten rechts KachelX + 1 4872 KachelY + 1 3591 0.59518455 0.37799343 34.101563 21.657428
  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(0.37870617-0.37799343) × R
    0.000712739999999989 × 6371000     		dl = 4540.86653999993m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.37870617-0.37799343) × R
    0.000712739999999989 × 6371000     		dr = 4540.86653999993m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.59441756-0.59518455) × cos(0.37870617) × R
    0.000766990000000023 × 0.929143766183191 × 6371000     		do = 4540.25477889963m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.59441756-0.59518455) × cos(0.37799343) × R
    0.000766990000000023 × 0.92940704341203 × 6371000     		du = 4541.54128131176m
  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(0.37870617)-sin(0.37799343))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.929143766183191-0.92940704341203)×R²
    abs(0.59518455-0.59441756)×0.000263277228839121×R²
    0.000766990000000023×0.000263277228839121×6371000²
    0.000766990000000023×0.000263277228839121×40589641000000     		ar = 20619612.7993537m²