Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57411 / 85357
↖ ↑ ↗
← S 47.719001°
W 22.315979°		 ← 205.48 m → S 47.719001°
W 22.313232°		 →
↑
205.46 m
↓
↑
205.46 m
↓
S 47.720849°
W 22.315979°		 ← 205.47 m →
42 218 m²		 S 47.720849°
W 22.313232°
↙ ↓ ↘

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 57411 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 85357 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.438014984130859 y=0.651226043701172 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.438014984130859 × 217)
    floor (0.438014984130859 × 131072)
    floor (57411.5)     		tx = 57411
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.651226043701172 × 217)
    floor (0.651226043701172 × 131072)
    floor (85357.5)     		ty = 85357
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57411 / 85357 ti = "17/57411/85357"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57411/85357.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57411 ÷ 217
    57411 ÷ 131072     		x = 0.438011169433594
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 85357 ÷ 217
    85357 ÷ 131072     		y = 0.651222229003906
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.438011169433594 × 2 - 1) × π
    -0.123977661132812 × 3.1415926535     		Λ = -0.38948731
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.651222229003906 × 2 - 1) × π
    -0.302444458007812 × 3.1415926535     		Φ = -0.950157287369133
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38948731} λ = -0.38948731}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.950157287369133))-π/2
    2×atan(0.38668019875999)-π/2
    2×0.368971318194483-π/2
    0.737942636388967-1.57079632675     		φ = -0.83285369
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38948731} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -22.315979°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.83285369 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -47.719001°
  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 57411 KachelY 85357 -0.38948731 -0.83285369 -22.315979 -47.719001
    Oben rechts KachelX + 1 57412 KachelY 85357 -0.38943937 -0.83285369 -22.313232 -47.719001
    Unten links KachelX 57411 KachelY + 1 85358 -0.38948731 -0.83288594 -22.315979 -47.720849
    Unten rechts KachelX + 1 57412 KachelY + 1 85358 -0.38943937 -0.83288594 -22.313232 -47.720849
  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(-0.83285369--0.83288594) × R
    3.22500000000669e-05 × 6371000     		dl = 205.464750000427m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.83285369--0.83288594) × R
    3.22500000000669e-05 × 6371000     		dr = 205.464750000427m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38948731--0.38943937) × cos(-0.83285369) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.672767187615752 × 6371000     		do = 205.480416125125m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38948731--0.38943937) × cos(-0.83288594) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.672743326966334 × 6371000     		du = 205.47312846862m
  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(-0.83285369)-sin(-0.83288594))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.672767187615752-0.672743326966334)×R²
    abs(-0.38943937--0.38948731)×2.38606494189497e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.38606494189497e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.38606494189497e-05×40589641000000     		ar = 42218.2336544429m²