Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58021 / 86773
↖ ↑ ↗
← S 50.270032°
W 20.640564°		 ← 195.22 m → S 50.270032°
W 20.637817°		 →
↑
195.21 m
↓
↑
195.21 m
↓
S 50.271788°
W 20.640564°		 ← 195.21 m →
38 108 m²		 S 50.271788°
W 20.637817°
↙ ↓ ↘

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 58021 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86773 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442668914794922 y=0.662029266357422 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442668914794922 × 217)
    floor (0.442668914794922 × 131072)
    floor (58021.5)     		tx = 58021
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.662029266357422 × 217)
    floor (0.662029266357422 × 131072)
    floor (86773.5)     		ty = 86773
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58021 / 86773 ti = "17/58021/86773"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58021/86773.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58021 ÷ 217
    58021 ÷ 131072     		x = 0.442665100097656
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86773 ÷ 217
    86773 ÷ 131072     		y = 0.662025451660156
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442665100097656 × 2 - 1) × π
    -0.114669799804688 × 3.1415926535     		Λ = -0.36024580
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.662025451660156 × 2 - 1) × π
    -0.324050903320312 × 3.1415926535     		Φ = -1.01803593723113
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36024580} λ = -0.36024580}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.01803593723113))-π/2
    2×atan(0.361303867230441)-π/2
    2×0.346709374022054-π/2
    0.693418748044107-1.57079632675     		φ = -0.87737758
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36024580} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.640564°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87737758 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.270032°
  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 58021 KachelY 86773 -0.36024580 -0.87737758 -20.640564 -50.270032
    Oben rechts KachelX + 1 58022 KachelY 86773 -0.36019786 -0.87737758 -20.637817 -50.270032
    Unten links KachelX 58021 KachelY + 1 86774 -0.36024580 -0.87740822 -20.640564 -50.271788
    Unten rechts KachelX + 1 58022 KachelY + 1 86774 -0.36019786 -0.87740822 -20.637817 -50.271788
  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(-0.87737758--0.87740822) × R
    3.06399999999707e-05 × 6371000     		dl = 195.207439999813m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87737758--0.87740822) × R
    3.06399999999707e-05 × 6371000     		dr = 195.207439999813m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36024580--0.36019786) × cos(-0.87737758) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.63917015206216 × 6371000     		do = 195.219016679596m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36024580--0.36019786) × cos(-0.87740822) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.639146587599728 × 6371000     		du = 195.21181948622m
  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(-0.87737758)-sin(-0.87740822))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.63917015206216-0.639146587599728)×R²
    abs(-0.36019786--0.36024580)×2.35644624323461e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.35644624323461e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.35644624323461e-05×40589641000000     		ar = 38107.5020154711m²