Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 53942 / 13910
↖ ↑ ↗
← N 80.376300°
W 31.843872°		 ← 51.05 m → N 80.376300°
W 31.841126°		 →
↑
51.10 m
↓
↑
51.10 m
↓
N 80.375840°
W 31.843872°		 ← 51.05 m →
2 608 m²		 N 80.375840°
W 31.841126°
↙ ↓ ↘

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 53942 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 13910 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.411548614501953 y=0.106128692626953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.411548614501953 × 217)
    floor (0.411548614501953 × 131072)
    floor (53942.5)     		tx = 53942
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.106128692626953 × 217)
    floor (0.106128692626953 × 131072)
    floor (13910.5)     		ty = 13910
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 53942 / 13910 ti = "17/53942/13910"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/53942/13910.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 53942 ÷ 217
    53942 ÷ 131072     		x = 0.411544799804688
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 13910 ÷ 217
    13910 ÷ 131072     		y = 0.106124877929688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.411544799804688 × 2 - 1) × π
    -0.176910400390625 × 3.1415926535     		Λ = -0.55578041
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.106124877929688 × 2 - 1) × π
    0.787750244140625 × 3.1415926535     		Φ = 2.47479037978502
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.55578041} λ = -0.55578041}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.47479037978502))-π/2
    2×atan(11.8792167281266)-π/2
    2×1.48681369652324-π/2
    2.97362739304648-1.57079632675     		φ = 1.40283107
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.55578041} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.843872°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40283107 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.376300°
  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 53942 KachelY 13910 -0.55578041 1.40283107 -31.843872 80.376300
    Oben rechts KachelX + 1 53943 KachelY 13910 -0.55573248 1.40283107 -31.841126 80.376300
    Unten links KachelX 53942 KachelY + 1 13911 -0.55578041 1.40282305 -31.843872 80.375840
    Unten rechts KachelX + 1 53943 KachelY + 1 13911 -0.55573248 1.40282305 -31.841126 80.375840
  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(1.40283107-1.40282305) × R
    8.01999999988645e-06 × 6371000     		dl = 51.0954199992766m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40283107-1.40282305) × R
    8.01999999988645e-06 × 6371000     		dr = 51.0954199992766m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.55578041--0.55573248) × cos(1.40283107) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.167176588320707 × 6371000     		do = 51.0493823781166m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.55578041--0.55573248) × cos(1.40282305) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.167184495449622 × 6371000     		du = 51.0517969150536m
  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(1.40283107)-sin(1.40282305))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.167176588320707-0.167184495449622)×R²
    abs(-0.55573248--0.55578041)×7.90712891521328e-06×R²
    4.79300000000293e-05×7.90712891521328e-06×6371000²
    4.79300000000293e-05×7.90712891521328e-06×40589641000000     		ar = 2608.45131918646m²