Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54896 / 42821
↖ ↑ ↗
← N 52.794458°
W 29.223633°		 ← 184.65 m → N 52.794458°
W 29.220887°		 →
↑
184.63 m
↓
↑
184.63 m
↓
N 52.792798°
W 29.223633°		 ← 184.65 m →
34 092 m²		 N 52.792798°
W 29.220887°
↙ ↓ ↘

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 54896 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42821 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.418827056884766 y=0.326702117919922 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.418827056884766 × 217)
    floor (0.418827056884766 × 131072)
    floor (54896.5)     		tx = 54896
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.326702117919922 × 217)
    floor (0.326702117919922 × 131072)
    floor (42821.5)     		ty = 42821
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54896 / 42821 ti = "17/54896/42821"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54896/42821.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54896 ÷ 217
    54896 ÷ 131072     		x = 0.4188232421875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42821 ÷ 217
    42821 ÷ 131072     		y = 0.326698303222656
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4188232421875 × 2 - 1) × π
    -0.162353515625 × 3.1415926535     		Λ = -0.51004861
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.326698303222656 × 2 - 1) × π
    0.346603393554688 × 3.1415926535     		Φ = 1.08888667486958
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.51004861} λ = -0.51004861}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.08888667486958))-π/2
    2×atan(2.97096458110516)-π/2
    2×1.24611672497659-π/2
    2.49223344995318-1.57079632675     		φ = 0.92143712
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.51004861} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.223633°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92143712 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.794458°
  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 54896 KachelY 42821 -0.51004861 0.92143712 -29.223633 52.794458
    Oben rechts KachelX + 1 54897 KachelY 42821 -0.51000068 0.92143712 -29.220887 52.794458
    Unten links KachelX 54896 KachelY + 1 42822 -0.51004861 0.92140814 -29.223633 52.792798
    Unten rechts KachelX + 1 54897 KachelY + 1 42822 -0.51000068 0.92140814 -29.220887 52.792798
  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(0.92143712-0.92140814) × R
    2.89799999999563e-05 × 6371000     		dl = 184.631579999721m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92143712-0.92140814) × R
    2.89799999999563e-05 × 6371000     		dr = 184.631579999721m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.51004861--0.51000068) × cos(0.92143712) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.604676156432562 × 6371000     		do = 184.645138620958m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.51004861--0.51000068) × cos(0.92140814) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.604699237920812 × 6371000     		du = 184.652186831065m
  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(0.92143712)-sin(0.92140814))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.604676156432562-0.604699237920812)×R²
    abs(-0.51000068--0.51004861)×2.30814882503649e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.30814882503649e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.30814882503649e-05×40589641000000     		ar = 34091.9743463754m²