Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58140 / 28372
↖ ↑ ↗
← N 70.884288°
W 20.313721°		 ← 100.02 m → N 70.884288°
W 20.310974°		 →
↑
100.02 m
↓
↑
100.02 m
↓
N 70.883388°
W 20.313721°		 ← 100.02 m →
10 005 m²		 N 70.883388°
W 20.310974°
↙ ↓ ↘

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 58140 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 28372 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443576812744141 y=0.216464996337891 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443576812744141 × 217)
    floor (0.443576812744141 × 131072)
    floor (58140.5)     		tx = 58140
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.216464996337891 × 217)
    floor (0.216464996337891 × 131072)
    floor (28372.5)     		ty = 28372
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58140 / 28372 ti = "17/58140/28372"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58140/28372.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58140 ÷ 217
    58140 ÷ 131072     		x = 0.443572998046875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 28372 ÷ 217
    28372 ÷ 131072     		y = 0.216461181640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443572998046875 × 2 - 1) × π
    -0.11285400390625 × 3.1415926535     		Λ = -0.35454131
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.216461181640625 × 2 - 1) × π
    0.56707763671875 × 3.1415926535     		Φ = 1.78152693747977
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35454131} λ = -0.35454131}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.78152693747977))-π/2
    2×atan(5.93891785496915)-π/2
    2×1.40398026634189-π/2
    2.80796053268378-1.57079632675     		φ = 1.23716421
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35454131} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.313721°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.23716421 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 70.884288°
  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 58140 KachelY 28372 -0.35454131 1.23716421 -20.313721 70.884288
    Oben rechts KachelX + 1 58141 KachelY 28372 -0.35449337 1.23716421 -20.310974 70.884288
    Unten links KachelX 58140 KachelY + 1 28373 -0.35454131 1.23714851 -20.313721 70.883388
    Unten rechts KachelX + 1 58141 KachelY + 1 28373 -0.35449337 1.23714851 -20.310974 70.883388
  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(1.23716421-1.23714851) × R
    1.57000000000629e-05 × 6371000     		dl = 100.024700000401m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.23716421-1.23714851) × R
    1.57000000000629e-05 × 6371000     		dr = 100.024700000401m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35454131--0.35449337) × cos(1.23716421) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.32747701969481 × 6371000     		do = 100.019911073332m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35454131--0.35449337) × cos(1.23714851) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.327491853943007 × 6371000     		du = 100.024441834565m
  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(1.23716421)-sin(1.23714851))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.32747701969481-0.327491853943007)×R²
    abs(-0.35449337--0.35454131)×1.483424819676e-05×R²
    4.79400000000241e-05×1.483424819676e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×1.483424819676e-05×40589641000000     		ar = 10004.6881934781m²