Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54021 / 16054
↖ ↑ ↗
← N 79.340301°
W 31.626892°		 ← 56.50 m → N 79.340301°
W 31.624145°		 →
↑
56.51 m
↓
↑
56.51 m
↓
N 79.339793°
W 31.626892°		 ← 56.50 m →
3 193 m²		 N 79.339793°
W 31.624145°
↙ ↓ ↘

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 54021 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 16054 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.412151336669922 y=0.122486114501953 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.412151336669922 × 217)
    floor (0.412151336669922 × 131072)
    floor (54021.5)     		tx = 54021
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.122486114501953 × 217)
    floor (0.122486114501953 × 131072)
    floor (16054.5)     		ty = 16054
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54021 / 16054 ti = "17/54021/16054"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54021/16054.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54021 ÷ 217
    54021 ÷ 131072     		x = 0.412147521972656
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 16054 ÷ 217
    16054 ÷ 131072     		y = 0.122482299804688
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.412147521972656 × 2 - 1) × π
    -0.175704956054688 × 3.1415926535     		Λ = -0.55199340
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.122482299804688 × 2 - 1) × π
    0.755035400390625 × 3.1415926535     		Φ = 2.37201366699962
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.55199340} λ = -0.55199340}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.37201366699962))-π/2
    2×atan(10.7189549726866)-π/2
    2×1.47777290382613-π/2
    2.95554580765226-1.57079632675     		φ = 1.38474948
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.55199340} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -31.626892°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.38474948 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.340301°
  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 54021 KachelY 16054 -0.55199340 1.38474948 -31.626892 79.340301
    Oben rechts KachelX + 1 54022 KachelY 16054 -0.55194546 1.38474948 -31.624145 79.340301
    Unten links KachelX 54021 KachelY + 1 16055 -0.55199340 1.38474061 -31.626892 79.339793
    Unten rechts KachelX + 1 54022 KachelY + 1 16055 -0.55194546 1.38474061 -31.624145 79.339793
  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(1.38474948-1.38474061) × R
    8.87000000004967e-06 × 6371000     		dl = 56.5107700003165m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.38474948-1.38474061) × R
    8.87000000004967e-06 × 6371000     		dr = 56.5107700003165m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.55199340--0.55194546) × cos(1.38474948) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.18497541621125 × 6371000     		do = 56.4962533780919m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.55199340--0.55194546) × cos(1.38474061) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.184984133135698 × 6371000     		du = 56.498915751192m
  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(1.38474948)-sin(1.38474061))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.18497541621125-0.184984133135698)×R²
    abs(-0.55194546--0.55199340)×8.71692444812111e-06×R²
    4.79399999999686e-05×8.71692444812111e-06×6371000²
    4.79399999999686e-05×8.71692444812111e-06×40589641000000     		ar = 3192.7220069498m²