Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 54930 / 42831
↖ ↑ ↗
← N 52.777847°
W 29.130249°		 ← 184.75 m → N 52.777847°
W 29.127502°		 →
↑
184.70 m
↓
↑
184.70 m
↓
N 52.776186°
W 29.130249°		 ← 184.76 m →
34 124 m²		 N 52.776186°
W 29.127502°
↙ ↓ ↘

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 54930 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42831 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.419086456298828 y=0.326778411865234 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.419086456298828 × 217)
    floor (0.419086456298828 × 131072)
    floor (54930.5)     		tx = 54930
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.326778411865234 × 217)
    floor (0.326778411865234 × 131072)
    floor (42831.5)     		ty = 42831
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 54930 / 42831 ti = "17/54930/42831"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/54930/42831.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 54930 ÷ 217
    54930 ÷ 131072     		x = 0.419082641601562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42831 ÷ 217
    42831 ÷ 131072     		y = 0.326774597167969
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.419082641601562 × 2 - 1) × π
    -0.161834716796875 × 3.1415926535     		Λ = -0.50841876
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.326774597167969 × 2 - 1) × π
    0.346450805664062 × 3.1415926535     		Φ = 1.08840730587337
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.50841876} λ = -0.50841876}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.08840730587337))-π/2
    2×atan(2.96954073409749)-π/2
    2×1.24597176580694-π/2
    2.49194353161388-1.57079632675     		φ = 0.92114720
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.50841876} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -29.130249°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92114720 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.777847°
  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 54930 KachelY 42831 -0.50841876 0.92114720 -29.130249 52.777847
    Oben rechts KachelX + 1 54931 KachelY 42831 -0.50837082 0.92114720 -29.127502 52.777847
    Unten links KachelX 54930 KachelY + 1 42832 -0.50841876 0.92111821 -29.130249 52.776186
    Unten rechts KachelX + 1 54931 KachelY + 1 42832 -0.50837082 0.92111821 -29.127502 52.776186
  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(0.92114720-0.92111821) × R
    2.89900000000065e-05 × 6371000     		dl = 184.695290000041m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92114720-0.92111821) × R
    2.89900000000065e-05 × 6371000     		dr = 184.695290000041m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.50841876--0.50837082) × cos(0.92114720) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.604907044014987 × 6371000     		do = 184.754181549369m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.50841876--0.50837082) × cos(0.92111821) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.604930128384539 × 6371000     		du = 184.761232110022m
  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(0.92114720)-sin(0.92111821))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.604907044014987-0.604930128384539)×R²
    abs(-0.50837082--0.50841876)×2.30843695515626e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.30843695515626e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.30843695515626e-05×40589641000000     		ar = 34123.8782448623m²