Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58182 / 38632
↖ ↑ ↗
← N 59.209688°
W 20.198364°		 ← 156.35 m → N 59.209688°
W 20.195618°		 →
↑
156.34 m
↓
↑
156.34 m
↓
N 59.208282°
W 20.198364°		 ← 156.35 m →
24 444 m²		 N 59.208282°
W 20.195618°
↙ ↓ ↘

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 58182 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38632 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.443897247314453 y=0.294742584228516 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.443897247314453 × 217)
    floor (0.443897247314453 × 131072)
    floor (58182.5)     		tx = 58182
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.294742584228516 × 217)
    floor (0.294742584228516 × 131072)
    floor (38632.5)     		ty = 38632
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58182 / 38632 ti = "17/58182/38632"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58182/38632.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58182 ÷ 217
    58182 ÷ 131072     		x = 0.443893432617188
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38632 ÷ 217
    38632 ÷ 131072     		y = 0.29473876953125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.443893432617188 × 2 - 1) × π
    -0.112213134765625 × 3.1415926535     		Λ = -0.35252796
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.29473876953125 × 2 - 1) × π
    0.4105224609375 × 3.1415926535     		Φ = 1.28969434737799
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35252796} λ = -0.35252796}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.28969434737799))-π/2
    2×atan(3.63167635469342)-π/2
    2×1.30210016728422-π/2
    2.60420033456843-1.57079632675     		φ = 1.03340401
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35252796} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.198364°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03340401 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.209688°
  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 58182 KachelY 38632 -0.35252796 1.03340401 -20.198364 59.209688
    Oben rechts KachelX + 1 58183 KachelY 38632 -0.35248002 1.03340401 -20.195618 59.209688
    Unten links KachelX 58182 KachelY + 1 38633 -0.35252796 1.03337947 -20.198364 59.208282
    Unten rechts KachelX + 1 58183 KachelY + 1 38633 -0.35248002 1.03337947 -20.195618 59.208282
  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(1.03340401-1.03337947) × R
    2.45399999998508e-05 × 6371000     		dl = 156.344339999049m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03340401-1.03337947) × R
    2.45399999998508e-05 × 6371000     		dr = 156.344339999049m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35252796--0.35248002) × cos(1.03340401) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.511897613600315 × 6371000     		do = 156.346707438008m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35252796--0.35248002) × cos(1.03337947) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.511918694446488 × 6371000     		du = 156.35314607105m
  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(1.03340401)-sin(1.03337947))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.511897613600315-0.511918694446488)×R²
    abs(-0.35248002--0.35252796)×2.10808461730272e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.10808461730272e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.10808461730272e-05×40589641000000     		ar = 24444.4261086918m²