Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 58988 / 39578
↖ ↑ ↗
← N 57.853521°
W 17.984619°		 ← 162.51 m → N 57.853521°
W 17.981872°		 →
↑
162.52 m
↓
↑
162.52 m
↓
N 57.852059°
W 17.984619°		 ← 162.52 m →
26 413 m²		 N 57.852059°
W 17.981872°
↙ ↓ ↘

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 58988 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 39578 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.450046539306641 y=0.301959991455078 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.450046539306641 × 217)
    floor (0.450046539306641 × 131072)
    floor (58988.5)     		tx = 58988
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.301959991455078 × 217)
    floor (0.301959991455078 × 131072)
    floor (39578.5)     		ty = 39578
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 58988 / 39578 ti = "17/58988/39578"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/58988/39578.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 58988 ÷ 217
    58988 ÷ 131072     		x = 0.450042724609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 39578 ÷ 217
    39578 ÷ 131072     		y = 0.301956176757812
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.450042724609375 × 2 - 1) × π
    -0.09991455078125 × 3.1415926535     		Λ = -0.31389082
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.301956176757812 × 2 - 1) × π
    0.396087646484375 × 3.1415926535     		Φ = 1.24434604033742
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.31389082} λ = -0.31389082}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.24434604033742))-π/2
    2×atan(3.4706643825287)-π/2
    2×1.2902653722197-π/2
    2.5805307444394-1.57079632675     		φ = 1.00973442
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.31389082} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -17.984619°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.00973442 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 57.853521°
  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 58988 KachelY 39578 -0.31389082 1.00973442 -17.984619 57.853521
    Oben rechts KachelX + 1 58989 KachelY 39578 -0.31384288 1.00973442 -17.981872 57.853521
    Unten links KachelX 58988 KachelY + 1 39579 -0.31389082 1.00970891 -17.984619 57.852059
    Unten rechts KachelX + 1 58989 KachelY + 1 39579 -0.31384288 1.00970891 -17.981872 57.852059
  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(1.00973442-1.00970891) × R
    2.55099999999508e-05 × 6371000     		dl = 162.524209999687m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.00973442-1.00970891) × R
    2.55099999999508e-05 × 6371000     		dr = 162.524209999687m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.31389082--0.31384288) × cos(1.00973442) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.532085604216209 × 6371000     		do = 162.512639411164m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.31389082--0.31384288) × cos(1.00970891) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.532107203119344 × 6371000     		du = 162.519236272138m
  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(1.00973442)-sin(1.00970891))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.532085604216209-0.532107203119344)×R²
    abs(-0.31384288--0.31389082)×2.15989031344677e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.15989031344677e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.15989031344677e-05×40589641000000     		ar = 26412.774411688m²