Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54693 / 42720
↖ ↑ ↗
← N 52.961875°
W 29.781189°		 ← 183.93 m → N 52.961875°
W 29.778443°		 →
↑
183.99 m
↓
↑
183.99 m
↓
N 52.960220°
W 29.781189°		 ← 183.94 m →
33 843 m²		 N 52.960220°
W 29.778443°
↙ ↓ ↘

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 54693 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42720 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.417278289794922 y=0.325931549072266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.417278289794922 × 217)
    floor (0.417278289794922 × 131072)
    floor (54693.5)     		tx = 54693
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.325931549072266 × 217)
    floor (0.325931549072266 × 131072)
    floor (42720.5)     		ty = 42720
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54693 / 42720 ti = "17/54693/42720"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54693/42720.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54693 ÷ 217
    54693 ÷ 131072     		x = 0.417274475097656
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42720 ÷ 217
    42720 ÷ 131072     		y = 0.325927734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.417274475097656 × 2 - 1) × π
    -0.165451049804688 × 3.1415926535     		Λ = -0.51977980
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.325927734375 × 2 - 1) × π
    0.34814453125 × 3.1415926535     		Φ = 1.0937283017312
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51977980} λ = -0.51977980}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.0937283017312))-π/2
    2×atan(2.98538376100326)-π/2
    2×1.2475777122934-π/2
    2.49515542458681-1.57079632675     		φ = 0.92435910
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51977980} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.781189°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92435910 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.961875°
  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 54693 KachelY 42720 -0.51977980 0.92435910 -29.781189 52.961875
    Oben rechts KachelX + 1 54694 KachelY 42720 -0.51973187 0.92435910 -29.778443 52.961875
    Unten links KachelX 54693 KachelY + 1 42721 -0.51977980 0.92433022 -29.781189 52.960220
    Unten rechts KachelX + 1 54694 KachelY + 1 42721 -0.51973187 0.92433022 -29.778443 52.960220
  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(0.92435910-0.92433022) × R
    2.88800000000089e-05 × 6371000     		dl = 183.994480000057m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92435910-0.92433022) × R
    2.88800000000089e-05 × 6371000     		dr = 183.994480000057m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51977980--0.51973187) × cos(0.92435910) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.602346304791586 × 6371000     		do = 183.93369039427m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51977980--0.51973187) × cos(0.92433022) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.602369357563821 × 6371000     		du = 183.940729835597m
  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(0.92435910)-sin(0.92433022))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.602346304791586-0.602369357563821)×R²
    abs(-0.51973187--0.51977980)×2.30527722351326e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.30527722351326e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.30527722351326e-05×40589641000000     		ar = 33843.4313301029m²