Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58209 / 86497
↖ ↑ ↗
← S 49.783038°
W 20.124206°		 ← 197.17 m → S 49.783038°
W 20.121460°		 →
↑
197.18 m
↓
↑
197.18 m
↓
S 49.784811°
W 20.124206°		 ← 197.16 m →
38 877 m²		 S 49.784811°
W 20.121460°
↙ ↓ ↘

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 58209 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86497 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444103240966797 y=0.659923553466797 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444103240966797 × 217)
    floor (0.444103240966797 × 131072)
    floor (58209.5)     		tx = 58209
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.659923553466797 × 217)
    floor (0.659923553466797 × 131072)
    floor (86497.5)     		ty = 86497
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58209 / 86497 ti = "17/58209/86497"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58209/86497.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58209 ÷ 217
    58209 ÷ 131072     		x = 0.444099426269531
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86497 ÷ 217
    86497 ÷ 131072     		y = 0.659919738769531
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444099426269531 × 2 - 1) × π
    -0.111801147460938 × 3.1415926535     		Λ = -0.35123366
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.659919738769531 × 2 - 1) × π
    -0.319839477539062 × 3.1415926535     		Φ = -1.004805352936
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35123366} λ = -0.35123366}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.004805352936))-π/2
    2×atan(0.366115891252178)-π/2
    2×0.35095920527418-π/2
    0.70191841054836-1.57079632675     		φ = -0.86887792
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35123366} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.124206°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.86887792 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -49.783038°
  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 58209 KachelY 86497 -0.35123366 -0.86887792 -20.124206 -49.783038
    Oben rechts KachelX + 1 58210 KachelY 86497 -0.35118573 -0.86887792 -20.121460 -49.783038
    Unten links KachelX 58209 KachelY + 1 86498 -0.35123366 -0.86890887 -20.124206 -49.784811
    Unten rechts KachelX + 1 58210 KachelY + 1 86498 -0.35118573 -0.86890887 -20.121460 -49.784811
  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(-0.86887792--0.86890887) × R
    3.09500000000851e-05 × 6371000     		dl = 197.182450000542m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.86887792--0.86890887) × R
    3.09500000000851e-05 × 6371000     		dr = 197.182450000542m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35123366--0.35118573) × cos(-0.86887792) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.645683779334938 × 6371000     		do = 197.167309595909m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35123366--0.35118573) × cos(-0.86890887) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.645660145453756 × 6371000     		du = 197.160092705975m
  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(-0.86887792)-sin(-0.86890887))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.645683779334938-0.645660145453756)×R²
    abs(-0.35118573--0.35123366)×2.36338811820946e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.36338811820946e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.36338811820946e-05×40589641000000     		ar = 38877.2216472231m²