Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58029 / 86794
↖ ↑ ↗
← S 50.306884°
W 20.618592°		 ← 195.07 m → S 50.306884°
W 20.615845°		 →
↑
195.02 m
↓
↑
195.02 m
↓
S 50.308638°
W 20.618592°		 ← 195.06 m →
38 041 m²		 S 50.308638°
W 20.615845°
↙ ↓ ↘

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 58029 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86794 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.442729949951172 y=0.662189483642578 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.442729949951172 × 217)
    floor (0.442729949951172 × 131072)
    floor (58029.5)     		tx = 58029
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.662189483642578 × 217)
    floor (0.662189483642578 × 131072)
    floor (86794.5)     		ty = 86794
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58029 / 86794 ti = "17/58029/86794"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58029/86794.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58029 ÷ 217
    58029 ÷ 131072     		x = 0.442726135253906
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86794 ÷ 217
    86794 ÷ 131072     		y = 0.662185668945312
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.442726135253906 × 2 - 1) × π
    -0.114547729492188 × 3.1415926535     		Λ = -0.35986231
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.662185668945312 × 2 - 1) × π
    -0.324371337890625 × 3.1415926535     		Φ = -1.01904261212315
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35986231} λ = -0.35986231}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.01904261212315))-π/2
    2×atan(0.360940334709141)-π/2
    2×0.346387780276657-π/2
    0.692775560553314-1.57079632675     		φ = -0.87802077
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35986231} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.618592°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87802077 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.306884°
  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 58029 KachelY 86794 -0.35986231 -0.87802077 -20.618592 -50.306884
    Oben rechts KachelX + 1 58030 KachelY 86794 -0.35981437 -0.87802077 -20.615845 -50.306884
    Unten links KachelX 58029 KachelY + 1 86795 -0.35986231 -0.87805138 -20.618592 -50.308638
    Unten rechts KachelX + 1 58030 KachelY + 1 86795 -0.35981437 -0.87805138 -20.615845 -50.308638
  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(-0.87802077--0.87805138) × R
    3.0610000000042e-05 × 6371000     		dl = 195.016310000268m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87802077--0.87805138) × R
    3.0610000000042e-05 × 6371000     		dr = 195.016310000268m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35986231--0.35981437) × cos(-0.87802077) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.638675364741843 × 6371000     		do = 195.067895896145m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35986231--0.35981437) × cos(-0.87805138) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.638651810773049 × 6371000     		du = 195.060701907797m
  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(-0.87802077)-sin(-0.87805138))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.638675364741843-0.638651810773049)×R²
    abs(-0.35981437--0.35986231)×2.35539687937214e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.35539687937214e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.35539687937214e-05×40589641000000     		ar = 38040.7197877759m²