Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 57138 / 8782
↖ ↑ ↗
← N 78.545226°
E133.868408°		 ← 121.30 m → N 78.545226°
E133.873901°		 →
↑
121.30 m
↓
↑
121.30 m
↓
N 78.544135°
E133.868408°		 ← 121.31 m →
14 715 m²		 N 78.544135°
E133.873901°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 57138 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 8782 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.871864318847656 y=0.134010314941406 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.871864318847656 × 216)
    floor (0.871864318847656 × 65536)
    floor (57138.5)     		tx = 57138
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.134010314941406 × 216)
    floor (0.134010314941406 × 65536)
    floor (8782.5)     		ty = 8782
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 57138 / 8782 ti = "16/57138/8782"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/57138/8782.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57138 ÷ 216
    57138 ÷ 65536     		x = 0.871856689453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 8782 ÷ 216
    8782 ÷ 65536     		y = 0.134002685546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.871856689453125 × 2 - 1) × π
    0.74371337890625 × 3.1415926535     		Λ = 2.33644449
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.134002685546875 × 2 - 1) × π
    0.73199462890625 × 3.1415926535     		Φ = 2.29962894857333
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.33644449} λ = 2.33644449}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.29962894857333))-π/2
    2×atan(9.97048220671866)-π/2
    2×1.47083456229748-π/2
    2.94166912459495-1.57079632675     		φ = 1.37087280
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.33644449} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 133.868408°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.37087280 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.545226°
  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 57138 KachelY 8782 2.33644449 1.37087280 133.868408 78.545226
    Oben rechts KachelX + 1 57139 KachelY 8782 2.33654036 1.37087280 133.873901 78.545226
    Unten links KachelX 57138 KachelY + 1 8783 2.33644449 1.37085376 133.868408 78.544135
    Unten rechts KachelX + 1 57139 KachelY + 1 8783 2.33654036 1.37085376 133.873901 78.544135
  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(1.37087280-1.37085376) × R
    1.90399999999702e-05 × 6371000     		dl = 121.30383999981m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.37087280-1.37085376) × R
    1.90399999999702e-05 × 6371000     		dr = 121.30383999981m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.33644449-2.33654036) × cos(1.37087280) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.198594381381788 × 6371000     		do = 121.299019338709m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.33644449-2.33654036) × cos(1.37085376) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.198613042102649 × 6371000     		du = 121.310417078791m
  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(1.37087280)-sin(1.37085376))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.198594381381788-0.198613042102649)×R²
    abs(2.33654036-2.33644449)×1.86607208614298e-05×R²
    9.58699999999979e-05×1.86607208614298e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×1.86607208614298e-05×40589641000000     		ar = 14714.7281294231m²