Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 53148 / 94220
↖ ↑ ↗
← S 61.622065°
W 34.024658°		 ← 145.13 m → S 61.622065°
W 34.021912°		 →
↑
145.13 m
↓
↑
145.13 m
↓
S 61.623370°
W 34.024658°		 ← 145.13 m →
21 063 m²		 S 61.623370°
W 34.021912°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 53148 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 94220 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.405490875244141 y=0.718845367431641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.405490875244141 × 217)
    floor (0.405490875244141 × 131072)
    floor (53148.5)     		tx = 53148
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.718845367431641 × 217)
    floor (0.718845367431641 × 131072)
    floor (94220.5)     		ty = 94220
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 53148 / 94220 ti = "17/53148/94220"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/53148/94220.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 53148 ÷ 217
    53148 ÷ 131072     		x = 0.405487060546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 94220 ÷ 217
    94220 ÷ 131072     		y = 0.718841552734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.405487060546875 × 2 - 1) × π
    -0.18902587890625 × 3.1415926535     		Λ = -0.59384231
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.718841552734375 × 2 - 1) × π
    -0.43768310546875 × 3.1415926535     		Φ = -1.37502202870169
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.59384231} λ = -0.59384231}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.37502202870169))-π/2
    2×atan(0.252834026138061)-π/2
    2×0.247644198070057-π/2
    0.495288396140113-1.57079632675     		φ = -1.07550793
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.59384231} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -34.024658°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.07550793 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -61.622065°
  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 53148 KachelY 94220 -0.59384231 -1.07550793 -34.024658 -61.622065
    Oben rechts KachelX + 1 53149 KachelY 94220 -0.59379438 -1.07550793 -34.021912 -61.622065
    Unten links KachelX 53148 KachelY + 1 94221 -0.59384231 -1.07553071 -34.024658 -61.623370
    Unten rechts KachelX + 1 53149 KachelY + 1 94221 -0.59379438 -1.07553071 -34.021912 -61.623370
  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(-1.07550793--1.07553071) × R
    2.2780000000111e-05 × 6371000     		dl = 145.131380000707m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.07550793--1.07553071) × R
    2.2780000000111e-05 × 6371000     		dr = 145.131380000707m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.59384231--0.59379438) × cos(-1.07550793) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.475285411668124 × 6371000     		do = 145.134118136453m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.59384231--0.59379438) × cos(-1.07553071) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.475265368979235 × 6371000     		du = 145.127997860287m
  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(-1.07550793)-sin(-1.07553071))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.475285411668124-0.475265368979235)×R²
    abs(-0.59379438--0.59384231)×2.00426888889438e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.00426888889438e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.00426888889438e-05×40589641000000     		ar = 21063.0707290642m²