Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58222 / 38786
↖ ↑ ↗
← N 58.992482°
W 20.088501°		 ← 157.31 m → N 58.992482°
W 20.085755°		 →
↑
157.36 m
↓
↑
157.36 m
↓
N 58.991067°
W 20.088501°		 ← 157.31 m →
24 755 m²		 N 58.991067°
W 20.085755°
↙ ↓ ↘

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 58222 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38786 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444202423095703 y=0.295917510986328 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444202423095703 × 217)
    floor (0.444202423095703 × 131072)
    floor (58222.5)     		tx = 58222
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.295917510986328 × 217)
    floor (0.295917510986328 × 131072)
    floor (38786.5)     		ty = 38786
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58222 / 38786 ti = "17/58222/38786"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58222/38786.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58222 ÷ 217
    58222 ÷ 131072     		x = 0.444198608398438
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38786 ÷ 217
    38786 ÷ 131072     		y = 0.295913696289062
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444198608398438 × 2 - 1) × π
    -0.111602783203125 × 3.1415926535     		Λ = -0.35061048
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.295913696289062 × 2 - 1) × π
    0.408172607421875 × 3.1415926535     		Φ = 1.2823120648365
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.35061048} λ = -0.35061048}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.2823120648365))-π/2
    2×atan(3.60496501039882)-π/2
    2×1.30020468141659-π/2
    2.60040936283319-1.57079632675     		φ = 1.02961304
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.35061048} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -20.088501°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.02961304 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 58.992482°
  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 58222 KachelY 38786 -0.35061048 1.02961304 -20.088501 58.992482
    Oben rechts KachelX + 1 58223 KachelY 38786 -0.35056255 1.02961304 -20.085755 58.992482
    Unten links KachelX 58222 KachelY + 1 38787 -0.35061048 1.02958834 -20.088501 58.991067
    Unten rechts KachelX + 1 58223 KachelY + 1 38787 -0.35056255 1.02958834 -20.085755 58.991067
  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(1.02961304-1.02958834) × R
    2.46999999999886e-05 × 6371000     		dl = 157.363699999927m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.02961304-1.02958834) × R
    2.46999999999886e-05 × 6371000     		dr = 157.363699999927m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.35061048--0.35056255) × cos(1.02961304) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.51515054683455 × 6371000     		do = 157.307416737105m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.35061048--0.35056255) × cos(1.02958834) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.515171717040259 × 6371000     		du = 157.313881314095m
  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(1.02961304)-sin(1.02958834))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.51515054683455-0.515171717040259)×R²
    abs(-0.35056255--0.35061048)×2.1170205708243e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.1170205708243e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.1170205708243e-05×40589641000000     		ar = 24754.985781289m²