Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58177 / 44348
↖ ↑ ↗
← N 50.183933°
W 20.212097°		 ← 195.53 m → N 50.183933°
W 20.209351°		 →
↑
195.59 m
↓
↑
195.59 m
↓
N 50.182174°
W 20.212097°		 ← 195.54 m →
38 245 m²		 N 50.182174°
W 20.209351°
↙ ↓ ↘

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 58177 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44348 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443859100341797 y=0.338352203369141 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443859100341797 × 217)
    floor (0.443859100341797 × 131072)
    floor (58177.5)     		tx = 58177
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.338352203369141 × 217)
    floor (0.338352203369141 × 131072)
    floor (44348.5)     		ty = 44348
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58177 / 44348 ti = "17/58177/44348"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58177/44348.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58177 ÷ 217
    58177 ÷ 131072     		x = 0.443855285644531
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44348 ÷ 217
    44348 ÷ 131072     		y = 0.338348388671875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443855285644531 × 2 - 1) × π
    -0.112289428710938 × 3.1415926535     		Λ = -0.35276764
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.338348388671875 × 2 - 1) × π
    0.32330322265625 × 3.1415926535     		Φ = 1.01568702914975
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35276764} λ = -0.35276764}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.01568702914975))-π/2
    2×atan(2.76125981183644)-π/2
    2×1.22333559864363-π/2
    2.44667119728726-1.57079632675     		φ = 0.87587487
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35276764} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.212097°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.87587487 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.183933°
  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 58177 KachelY 44348 -0.35276764 0.87587487 -20.212097 50.183933
    Oben rechts KachelX + 1 58178 KachelY 44348 -0.35271971 0.87587487 -20.209351 50.183933
    Unten links KachelX 58177 KachelY + 1 44349 -0.35276764 0.87584417 -20.212097 50.182174
    Unten rechts KachelX + 1 58178 KachelY + 1 44349 -0.35271971 0.87584417 -20.209351 50.182174
  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(0.87587487-0.87584417) × R
    3.06999999999391e-05 × 6371000     		dl = 195.589699999612m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.87587487-0.87584417) × R
    3.06999999999391e-05 × 6371000     		dr = 195.589699999612m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35276764--0.35271971) × cos(0.87587487) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.640325112156499 × 6371000     		do = 195.530976107979m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35276764--0.35271971) × cos(0.87584417) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.640348692647463 × 6371000     		du = 195.538176694569m
  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(0.87587487)-sin(0.87584417))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.640325112156499-0.640348692647463)×R²
    abs(-0.35271971--0.35276764)×2.35804909648474e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.35804909648474e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.35804909648474e-05×40589641000000     		ar = 38244.5491409724m²