Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58016 / 38560
↖ ↑ ↗
← N 59.310768°
W 20.654297°		 ← 155.88 m → N 59.310768°
W 20.651550°		 →
↑
155.83 m
↓
↑
155.83 m
↓
N 59.309366°
W 20.654297°		 ← 155.89 m →
24 293 m²		 N 59.309366°
W 20.651550°
↙ ↓ ↘

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 58016 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38560 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442630767822266 y=0.294193267822266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442630767822266 × 217)
    floor (0.442630767822266 × 131072)
    floor (58016.5)     		tx = 58016
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.294193267822266 × 217)
    floor (0.294193267822266 × 131072)
    floor (38560.5)     		ty = 38560
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58016 / 38560 ti = "17/58016/38560"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58016/38560.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58016 ÷ 217
    58016 ÷ 131072     		x = 0.442626953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38560 ÷ 217
    38560 ÷ 131072     		y = 0.294189453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442626953125 × 2 - 1) × π
    -0.11474609375 × 3.1415926535     		Λ = -0.36048549
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.294189453125 × 2 - 1) × π
    0.41162109375 × 3.1415926535     		Φ = 1.29314580415063
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36048549} λ = -0.36048549}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.29314580415063))-π/2
    2×atan(3.64423258482191)-π/2
    2×1.30298225474763-π/2
    2.60596450949526-1.57079632675     		φ = 1.03516818
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36048549} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.654297°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03516818 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.310768°
  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 58016 KachelY 38560 -0.36048549 1.03516818 -20.654297 59.310768
    Oben rechts KachelX + 1 58017 KachelY 38560 -0.36043755 1.03516818 -20.651550 59.310768
    Unten links KachelX 58016 KachelY + 1 38561 -0.36048549 1.03514372 -20.654297 59.309366
    Unten rechts KachelX + 1 58017 KachelY + 1 38561 -0.36043755 1.03514372 -20.651550 59.309366
  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(1.03516818-1.03514372) × R
    2.44600000001149e-05 × 6371000     		dl = 155.834660000732m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03516818-1.03514372) × R
    2.44600000001149e-05 × 6371000     		dr = 155.834660000732m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36048549--0.36043755) × cos(1.03516818) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.510381313791812 × 6371000     		do = 155.883590447115m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36048549--0.36043755) × cos(1.03514372) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.510402347972215 × 6371000     		du = 155.890014827229m
  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(1.03516818)-sin(1.03514372))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.510381313791812-0.510402347972215)×R²
    abs(-0.36043755--0.36048549)×2.10341804031122e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.10341804031122e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.10341804031122e-05×40589641000000     		ar = 24292.5668888473m²