Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58354 / 86699
↖ ↑ ↗
← S 50.139946°
W 19.725952°		 ← 195.71 m → S 50.139946°
W 19.723206°		 →
↑
195.72 m
↓
↑
195.72 m
↓
S 50.141706°
W 19.725952°		 ← 195.70 m →
38 303 m²		 S 50.141706°
W 19.723206°
↙ ↓ ↘

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 58354 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 86699 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.445209503173828 y=0.661464691162109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.445209503173828 × 217)
    floor (0.445209503173828 × 131072)
    floor (58354.5)     		tx = 58354
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.661464691162109 × 217)
    floor (0.661464691162109 × 131072)
    floor (86699.5)     		ty = 86699
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58354 / 86699 ti = "17/58354/86699"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58354/86699.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58354 ÷ 217
    58354 ÷ 131072     		x = 0.445205688476562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 86699 ÷ 217
    86699 ÷ 131072     		y = 0.661460876464844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.445205688476562 × 2 - 1) × π
    -0.109588623046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.34428281
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.661460876464844 × 2 - 1) × π
    -0.322921752929688 × 3.1415926535     		Φ = -1.01448860665925
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.34428281} λ = -0.34428281}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.01448860665925))-π/2
    2×atan(0.36258780741817)-π/2
    2×0.347844594771199-π/2
    0.695689189542399-1.57079632675     		φ = -0.87510714
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.34428281} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -19.725952°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87510714 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.139946°
  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 58354 KachelY 86699 -0.34428281 -0.87510714 -19.725952 -50.139946
    Oben rechts KachelX + 1 58355 KachelY 86699 -0.34423488 -0.87510714 -19.723206 -50.139946
    Unten links KachelX 58354 KachelY + 1 86700 -0.34428281 -0.87513786 -19.725952 -50.141706
    Unten rechts KachelX + 1 58355 KachelY + 1 86700 -0.34423488 -0.87513786 -19.723206 -50.141706
  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(-0.87510714--0.87513786) × R
    3.07200000000396e-05 × 6371000     		dl = 195.717120000252m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87510714--0.87513786) × R
    3.07200000000396e-05 × 6371000     		dr = 195.717120000252m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.34428281--0.34423488) × cos(-0.87510714) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.640914619873658 × 6371000     		do = 195.710989381192m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.34428281--0.34423488) × cos(-0.87513786) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.640891038525248 × 6371000     		du = 195.703788532771m
  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(-0.87510714)-sin(-0.87513786))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.640914619873658-0.640891038525248)×R²
    abs(-0.34423488--0.34428281)×2.35813484101843e-05×R²
    4.79299999999738e-05×2.35813484101843e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×2.35813484101843e-05×40589641000000     		ar = 38303.2865323219m²