Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58315 / 28319
↖ ↑ ↗
← N 70.931901°
W 19.833069°		 ← 99.76 m → N 70.931901°
W 19.830323°		 →
↑
99.77 m
↓
↑
99.77 m
↓
N 70.931003°
W 19.833069°		 ← 99.76 m →
9 953 m²		 N 70.931003°
W 19.830323°
↙ ↓ ↘

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 58315 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 28319 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444911956787109 y=0.216060638427734 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444911956787109 × 217)
    floor (0.444911956787109 × 131072)
    floor (58315.5)     		tx = 58315
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.216060638427734 × 217)
    floor (0.216060638427734 × 131072)
    floor (28319.5)     		ty = 28319
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58315 / 28319 ti = "17/58315/28319"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58315/28319.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58315 ÷ 217
    58315 ÷ 131072     		x = 0.444908142089844
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 28319 ÷ 217
    28319 ÷ 131072     		y = 0.216056823730469
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444908142089844 × 2 - 1) × π
    -0.110183715820312 × 3.1415926535     		Λ = -0.34615235
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.216056823730469 × 2 - 1) × π
    0.567886352539062 × 3.1415926535     		Φ = 1.78406759315963
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34615235} λ = -0.34615235}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.78406759315963))-π/2
    2×atan(5.95402578424606)-π/2
    2×1.40439577055268-π/2
    2.80879154110536-1.57079632675     		φ = 1.23799521
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34615235} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.833069°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.23799521 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 70.931901°
  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 58315 KachelY 28319 -0.34615235 1.23799521 -19.833069 70.931901
    Oben rechts KachelX + 1 58316 KachelY 28319 -0.34610442 1.23799521 -19.830323 70.931901
    Unten links KachelX 58315 KachelY + 1 28320 -0.34615235 1.23797955 -19.833069 70.931003
    Unten rechts KachelX + 1 58316 KachelY + 1 28320 -0.34610442 1.23797955 -19.830323 70.931003
  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(1.23799521-1.23797955) × R
    1.56600000000839e-05 × 6371000     		dl = 99.7698600005348m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.23799521-1.23797955) × R
    1.56600000000839e-05 × 6371000     		dr = 99.7698600005348m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34615235--0.34610442) × cos(1.23799521) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.326691728765281 × 6371000     		do = 99.759249479921m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34615235--0.34610442) × cos(1.23797955) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.326706529475913 × 6371000     		du = 99.7637690549651m
  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(1.23799521)-sin(1.23797955))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.326691728765281-0.326706529475913)×R²
    abs(-0.34610442--0.34615235)×1.48007106324233e-05×R²
    4.79299999999738e-05×1.48007106324233e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×1.48007106324233e-05×40589641000000     		ar = 9953.19181329575m²