Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58024 / 86744
↖ ↑ ↗
← S 50.219095°
W 20.632324°		 ← 195.43 m → S 50.219095°
W 20.629577°		 →
↑
195.40 m
↓
↑
195.40 m
↓
S 50.220852°
W 20.632324°		 ← 195.42 m →
38 186 m²		 S 50.220852°
W 20.629577°
↙ ↓ ↘

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 58024 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86744 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442691802978516 y=0.661808013916016 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442691802978516 × 217)
    floor (0.442691802978516 × 131072)
    floor (58024.5)     		tx = 58024
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.661808013916016 × 217)
    floor (0.661808013916016 × 131072)
    floor (86744.5)     		ty = 86744
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58024 / 86744 ti = "17/58024/86744"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58024/86744.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58024 ÷ 217
    58024 ÷ 131072     		x = 0.44268798828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86744 ÷ 217
    86744 ÷ 131072     		y = 0.66180419921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.44268798828125 × 2 - 1) × π
    -0.1146240234375 × 3.1415926535     		Λ = -0.36010199
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.66180419921875 × 2 - 1) × π
    -0.3236083984375 × 3.1415926535     		Φ = -1.01664576714215
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.36010199} λ = -0.36010199}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.01664576714215))-π/2
    2×atan(0.361806490344561)-π/2
    2×0.347153889158054-π/2
    0.694307778316109-1.57079632675     		φ = -0.87648855
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.36010199} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.632324°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87648855 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.219095°
  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 58024 KachelY 86744 -0.36010199 -0.87648855 -20.632324 -50.219095
    Oben rechts KachelX + 1 58025 KachelY 86744 -0.36005405 -0.87648855 -20.629577 -50.219095
    Unten links KachelX 58024 KachelY + 1 86745 -0.36010199 -0.87651922 -20.632324 -50.220852
    Unten rechts KachelX + 1 58025 KachelY + 1 86745 -0.36005405 -0.87651922 -20.629577 -50.220852
  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(-0.87648855--0.87651922) × R
    3.06700000000104e-05 × 6371000     		dl = 195.398570000066m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87648855--0.87651922) × R
    3.06700000000104e-05 × 6371000     		dr = 195.398570000066m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.36010199--0.36005405) × cos(-0.87648855) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.639853621550772 × 6371000     		do = 195.427765853696m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.36010199--0.36005405) × cos(-0.87651922) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.639830051452754 × 6371000     		du = 195.420566939067m
  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(-0.87648855)-sin(-0.87651922))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.639853621550772-0.639830051452754)×R²
    abs(-0.36005405--0.36010199)×2.35700980181219e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.35700980181219e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.35700980181219e-05×40589641000000     		ar = 38185.6026604577m²