Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 57567 / 44399
↖ ↑ ↗
← N 50.094156°
W 21.887512°		 ← 195.90 m → N 50.094156°
W 21.884766°		 →
↑
195.97 m
↓
↑
195.97 m
↓
N 50.092393°
W 21.887512°		 ← 195.91 m →
38 391 m²		 N 50.092393°
W 21.884766°
↙ ↓ ↘

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 57567 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44399 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.439205169677734 y=0.338741302490234 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.439205169677734 × 217)
    floor (0.439205169677734 × 131072)
    floor (57567.5)     		tx = 57567
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.338741302490234 × 217)
    floor (0.338741302490234 × 131072)
    floor (44399.5)     		ty = 44399
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 57567 / 44399 ti = "17/57567/44399"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/57567/44399.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 57567 ÷ 217
    57567 ÷ 131072     		x = 0.439201354980469
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44399 ÷ 217
    44399 ÷ 131072     		y = 0.338737487792969
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439201354980469 × 2 - 1) × π
    -0.121597290039062 × 3.1415926535     		Λ = -0.38200915
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.338737487792969 × 2 - 1) × π
    0.322525024414062 × 3.1415926535     		Φ = 1.01324224726913
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38200915} λ = -0.38200915}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.01324224726913))-π/2
    2×atan(2.7545173791277)-π/2
    2×1.2225521359671-π/2
    2.4451042719342-1.57079632675     		φ = 0.87430795
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38200915} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.887512°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.87430795 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.094156°
  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 57567 KachelY 44399 -0.38200915 0.87430795 -21.887512 50.094156
    Oben rechts KachelX + 1 57568 KachelY 44399 -0.38196122 0.87430795 -21.884766 50.094156
    Unten links KachelX 57567 KachelY + 1 44400 -0.38200915 0.87427719 -21.887512 50.092393
    Unten rechts KachelX + 1 57568 KachelY + 1 44400 -0.38196122 0.87427719 -21.884766 50.092393
  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(0.87430795-0.87427719) × R
    3.07599999999075e-05 × 6371000     		dl = 195.971959999411m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.87430795-0.87427719) × R
    3.07599999999075e-05 × 6371000     		dr = 195.971959999411m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38200915--0.38196122) × cos(0.87430795) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.641527883104315 × 6371000     		do = 195.898256686456m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38200915--0.38196122) × cos(0.87427719) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.641551478788094 × 6371000     		du = 195.905461912354m
  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(0.87430795)-sin(0.87427719))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.641527883104315-0.641551478788094)×R²
    abs(-0.38196122--0.38200915)×2.35956837789653e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.35956837789653e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.35956837789653e-05×40589641000000     		ar = 38391.2713374423m²