Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 531 / 154
↖ ↑ ↗
← N 82.070028°
W 86.660156°		 ← 2 696.61 m → N 82.070028°
W 86.484375°		 →
↑
2 700.73 m
↓
↑
2 700.73 m
↓
N 82.045740°
W 86.660156°		 ← 2 704.82 m →
7 293 911 m²		 N 82.045740°
W 86.484375°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 531 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 154 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.259521484375 y=0.075439453125 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.259521484375 × 211)
    floor (0.259521484375 × 2048)
    floor (531.5)     		tx = 531
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.075439453125 × 211)
    floor (0.075439453125 × 2048)
    floor (154.5)     		ty = 154
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 531 / 154 ti = "11/531/154"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/531/154.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 531 ÷ 211
    531 ÷ 2048     		x = 0.25927734375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 154 ÷ 211
    154 ÷ 2048     		y = 0.0751953125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.25927734375 × 2 - 1) × π
    -0.4814453125 × 3.1415926535     		Λ = -1.51250506
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.0751953125 × 2 - 1) × π
    0.849609375 × 3.1415926535     		Φ = 2.66912657084473
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.51250506} λ = -1.51250506}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.66912657084473))-π/2
    2×atan(14.4273624090763)-π/2
    2×1.50159426799134-π/2
    3.00318853598267-1.57079632675     		φ = 1.43239221
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.51250506} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -86.660156°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.43239221 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 82.070028°
  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 531 KachelY 154 -1.51250506 1.43239221 -86.660156 82.070028
    Oben rechts KachelX + 1 532 KachelY 154 -1.50943710 1.43239221 -86.484375 82.070028
    Unten links KachelX 531 KachelY + 1 155 -1.51250506 1.43196830 -86.660156 82.045740
    Unten rechts KachelX + 1 532 KachelY + 1 155 -1.50943710 1.43196830 -86.484375 82.045740
  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(1.43239221-1.43196830) × R
    0.000423909999999861 × 6371000     		dl = 2700.73060999911m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.43239221-1.43196830) × R
    0.000423909999999861 × 6371000     		dr = 2700.73060999911m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.51250506--1.50943710) × cos(1.43239221) × R
    0.00306796000000009 × 0.13796266854006 × 6371000     		do = 2696.61461636607m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.51250506--1.50943710) × cos(1.43196830) × R
    0.00306796000000009 × 0.138382512462372 × 6371000     		du = 2704.82087440297m
  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(1.43239221)-sin(1.43196830))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.13796266854006-0.138382512462372)×R²
    abs(-1.50943710--1.51250506)×0.000419843922312091×R²
    0.00306796000000009×0.000419843922312091×6371000²
    0.00306796000000009×0.000419843922312091×40589641000000     		ar = 7293911.19315137m²