Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58986 / 46067
↖ ↑ ↗
← N 47.064509°
W 17.990112°		 ← 208 m → N 47.064509°
W 17.987366°		 →
↑
208.01 m
↓
↑
208.01 m
↓
N 47.062639°
W 17.990112°		 ← 208.01 m →
43 268 m²		 N 47.062639°
W 17.987366°
↙ ↓ ↘

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 58986 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 46067 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.450031280517578 y=0.351467132568359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.450031280517578 × 217)
    floor (0.450031280517578 × 131072)
    floor (58986.5)     		tx = 58986
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.351467132568359 × 217)
    floor (0.351467132568359 × 131072)
    floor (46067.5)     		ty = 46067
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58986 / 46067 ti = "17/58986/46067"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58986/46067.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58986 ÷ 217
    58986 ÷ 131072     		x = 0.450027465820312
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 46067 ÷ 217
    46067 ÷ 131072     		y = 0.351463317871094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.450027465820312 × 2 - 1) × π
    -0.099945068359375 × 3.1415926535     		Λ = -0.31398669
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.351463317871094 × 2 - 1) × π
    0.297073364257812 × 3.1415926535     		Φ = 0.933283498702873
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.31398669} λ = -0.31398669}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.933283498702873))-π/2
    2×atan(2.54284491291378)-π/2
    2×1.19611348844706-π/2
    2.39222697689413-1.57079632675     		φ = 0.82143065
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.31398669} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -17.990112°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.82143065 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 47.064509°
  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 58986 KachelY 46067 -0.31398669 0.82143065 -17.990112 47.064509
    Oben rechts KachelX + 1 58987 KachelY 46067 -0.31393876 0.82143065 -17.987366 47.064509
    Unten links KachelX 58986 KachelY + 1 46068 -0.31398669 0.82139800 -17.990112 47.062639
    Unten rechts KachelX + 1 58987 KachelY + 1 46068 -0.31393876 0.82139800 -17.987366 47.062639
  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(0.82143065-0.82139800) × R
    3.26500000000784e-05 × 6371000     		dl = 208.0131500005m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.82143065-0.82139800) × R
    3.26500000000784e-05 × 6371000     		dr = 208.0131500005m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.31398669--0.31393876) × cos(0.82143065) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.681174495691915 × 6371000     		do = 208.004826788837m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.31398669--0.31393876) × cos(0.82139800) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.681198399082782 × 6371000     		du = 208.012125976796m
  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(0.82143065)-sin(0.82139800))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.681174495691915-0.681198399082782)×R²
    abs(-0.31393876--0.31398669)×2.39033908673303e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.39033908673303e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.39033908673303e-05×40589641000000     		ar = 43268.4984030398m²