Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58322 / 38414
↖ ↑ ↗
← N 59.514816°
W 19.813843°		 ← 154.91 m → N 59.514816°
W 19.811096°		 →
↑
154.94 m
↓
↑
154.94 m
↓
N 59.513423°
W 19.813843°		 ← 154.92 m →
24 003 m²		 N 59.513423°
W 19.811096°
↙ ↓ ↘

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 58322 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 38414 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.444965362548828 y=0.293079376220703 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.444965362548828 × 217)
    floor (0.444965362548828 × 131072)
    floor (58322.5)     		tx = 58322
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.293079376220703 × 217)
    floor (0.293079376220703 × 131072)
    floor (38414.5)     		ty = 38414
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58322 / 38414 ti = "17/58322/38414"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58322/38414.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58322 ÷ 217
    58322 ÷ 131072     		x = 0.444961547851562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 38414 ÷ 217
    38414 ÷ 131072     		y = 0.293075561523438
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.444961547851562 × 2 - 1) × π
    -0.110076904296875 × 3.1415926535     		Λ = -0.34581679
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.293075561523438 × 2 - 1) × π
    0.413848876953125 × 3.1415926535     		Φ = 1.30014459149516
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34581679} λ = -0.34581679}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.30014459149516))-π/2
    2×atan(3.6698272550689)-π/2
    2×1.30476291219559-π/2
    2.60952582439118-1.57079632675     		φ = 1.03872950
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34581679} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.813843°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.03872950 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 59.514816°
  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 58322 KachelY 38414 -0.34581679 1.03872950 -19.813843 59.514816
    Oben rechts KachelX + 1 58323 KachelY 38414 -0.34576886 1.03872950 -19.811096 59.514816
    Unten links KachelX 58322 KachelY + 1 38415 -0.34581679 1.03870518 -19.813843 59.513423
    Unten rechts KachelX + 1 58323 KachelY + 1 38415 -0.34576886 1.03870518 -19.811096 59.513423
  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(1.03872950-1.03870518) × R
    2.43200000000776e-05 × 6371000     		dl = 154.942720000494m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.03872950-1.03870518) × R
    2.43200000000776e-05 × 6371000     		dr = 154.942720000494m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34581679--0.34576886) × cos(1.03872950) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.507315532945936 × 6371000     		do = 154.914900990818m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34581679--0.34576886) × cos(1.03870518) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.507336490808311 × 6371000     		du = 154.921300726218m
  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(1.03872950)-sin(1.03870518))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.507315532945936-0.507336490808311)×R²
    abs(-0.34576886--0.34581679)×2.09578623752149e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.09578623752149e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.09578623752149e-05×40589641000000     		ar = 24003.4319254373m²