Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57238 / 81163
↖ ↑ ↗
← S 39.391632°
W 22.791138°		 ← 235.99 m → S 39.391632°
W 22.788391°		 →
↑
235.98 m
↓
↑
235.98 m
↓
S 39.393754°
W 22.791138°		 ← 235.98 m →
55 689 m²		 S 39.393754°
W 22.788391°
↙ ↓ ↘

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 57238 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 81163 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.436695098876953 y=0.619228363037109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.436695098876953 × 217)
    floor (0.436695098876953 × 131072)
    floor (57238.5)     		tx = 57238
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.619228363037109 × 217)
    floor (0.619228363037109 × 131072)
    floor (81163.5)     		ty = 81163
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57238 / 81163 ti = "17/57238/81163"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57238/81163.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57238 ÷ 217
    57238 ÷ 131072     		x = 0.436691284179688
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 81163 ÷ 217
    81163 ÷ 131072     		y = 0.619224548339844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.436691284179688 × 2 - 1) × π
    -0.126617431640625 × 3.1415926535     		Λ = -0.39778039
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.619224548339844 × 2 - 1) × π
    -0.238449096679688 × 3.1415926535     		Φ = -0.749109930362618
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.39778039} λ = -0.39778039}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.749109930362618))-π/2
    2×atan(0.472787179032901)-π/2
    2×0.441641325392919-π/2
    0.883282650785838-1.57079632675     		φ = -0.68751368
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.39778039} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.791138°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.68751368 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -39.391632°
  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 57238 KachelY 81163 -0.39778039 -0.68751368 -22.791138 -39.391632
    Oben rechts KachelX + 1 57239 KachelY 81163 -0.39773246 -0.68751368 -22.788391 -39.391632
    Unten links KachelX 57238 KachelY + 1 81164 -0.39778039 -0.68755072 -22.791138 -39.393754
    Unten rechts KachelX + 1 57239 KachelY + 1 81164 -0.39773246 -0.68755072 -22.788391 -39.393754
  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(-0.68751368--0.68755072) × R
    3.70399999999327e-05 × 6371000     		dl = 235.981839999571m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.68751368--0.68755072) × R
    3.70399999999327e-05 × 6371000     		dr = 235.981839999571m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.39778039--0.39773246) × cos(-0.68751368) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.772826264655302 × 6371000     		do = 235.991797012331m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.39778039--0.39773246) × cos(-0.68755072) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.772802757887321 × 6371000     		du = 235.984618937942m
  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(-0.68751368)-sin(-0.68755072))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.772826264655302-0.772802757887321)×R²
    abs(-0.39773246--0.39778039)×2.35067679812406e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.35067679812406e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.35067679812406e-05×40589641000000     		ar = 55688.9315426017m²