Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 5218 / 3048
↖ ↑ ↗
← N 81.133945°
W122.673340°		 ← 188.28 m → N 81.133945°
W122.662354°		 →
↑
188.26 m
↓
↑
188.26 m
↓
N 81.132252°
W122.673340°		 ← 188.31 m →
35 449 m²		 N 81.132252°
W122.662354°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 5218 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3048 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.159255981445312 y=0.0930328369140625 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.159255981445312 × 215)
    floor (0.159255981445312 × 32768)
    floor (5218.5)     		tx = 5218
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0930328369140625 × 215)
    floor (0.0930328369140625 × 32768)
    floor (3048.5)     		ty = 3048
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 5218 / 3048 ti = "15/5218/3048"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/5218/3048.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 5218 ÷ 215
    5218 ÷ 32768     		x = 0.15924072265625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3048 ÷ 215
    3048 ÷ 32768     		y = 0.093017578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.15924072265625 × 2 - 1) × π
    -0.6815185546875 × 3.1415926535     		Λ = -2.14105368
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.093017578125 × 2 - 1) × π
    0.81396484375 × 3.1415926535     		Φ = 2.55714597333228
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.14105368} λ = -2.14105368}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.55714597333228))-π/2
    2×atan(12.8989507820152)-π/2
    2×1.49342539950467-π/2
    2.98685079900934-1.57079632675     		φ = 1.41605447
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.14105368} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -122.673340°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41605447 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.133945°
  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 5218 KachelY 3048 -2.14105368 1.41605447 -122.673340 81.133945
    Oben rechts KachelX + 1 5219 KachelY 3048 -2.14086194 1.41605447 -122.662354 81.133945
    Unten links KachelX 5218 KachelY + 1 3049 -2.14105368 1.41602492 -122.673340 81.132252
    Unten rechts KachelX + 1 5219 KachelY + 1 3049 -2.14086194 1.41602492 -122.662354 81.132252
  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(1.41605447-1.41602492) × R
    2.95500000000448e-05 × 6371000     		dl = 188.263050000286m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41605447-1.41602492) × R
    2.95500000000448e-05 × 6371000     		dr = 188.263050000286m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.14105368--2.14086194) × cos(1.41605447) × R
    0.000191739999999996 × 0.154125045686959 × 6371000     		do = 188.275385912568m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.14105368--2.14086194) × cos(1.41602492) × R
    0.000191739999999996 × 0.154154242537057 × 6371000     		du = 188.311052070492m
  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(1.41605447)-sin(1.41602492))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.154125045686959-0.154154242537057)×R²
    abs(-2.14086194--2.14105368)×2.91968500979456e-05×R²
    0.000191739999999996×2.91968500979456e-05×6371000²
    0.000191739999999996×2.91968500979456e-05×40589641000000     		ar = 35448.6557044764m²