Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 59079 / 81611
↖ ↑ ↗
← S 40.336077°
W 17.734680°		 ← 232.81 m → S 40.336077°
W 17.731933°		 →
↑
232.80 m
↓
↑
232.80 m
↓
S 40.338171°
W 17.734680°		 ← 232.81 m →
54 197 m²		 S 40.338171°
W 17.731933°
↙ ↓ ↘

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 59079 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 81611 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.450740814208984 y=0.622646331787109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.450740814208984 × 217)
    floor (0.450740814208984 × 131072)
    floor (59079.5)     		tx = 59079
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.622646331787109 × 217)
    floor (0.622646331787109 × 131072)
    floor (81611.5)     		ty = 81611
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 59079 / 81611 ti = "17/59079/81611"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/59079/81611.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 59079 ÷ 217
    59079 ÷ 131072     		x = 0.450736999511719
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 81611 ÷ 217
    81611 ÷ 131072     		y = 0.622642517089844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.450736999511719 × 2 - 1) × π
    -0.0985260009765625 × 3.1415926535     		Λ = -0.30952856
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.622642517089844 × 2 - 1) × π
    -0.245285034179688 × 3.1415926535     		Φ = -0.770585661392403
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.30952856} λ = -0.30952856}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.770585661392403))-π/2
    2×atan(0.462741978824012)-π/2
    2×0.433399489024805-π/2
    0.866798978049609-1.57079632675     		φ = -0.70399735
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.30952856} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -17.734680°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.70399735 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -40.336077°
  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 59079 KachelY 81611 -0.30952856 -0.70399735 -17.734680 -40.336077
    Oben rechts KachelX + 1 59080 KachelY 81611 -0.30948062 -0.70399735 -17.731933 -40.336077
    Unten links KachelX 59079 KachelY + 1 81612 -0.30952856 -0.70403389 -17.734680 -40.338171
    Unten rechts KachelX + 1 59080 KachelY + 1 81612 -0.30948062 -0.70403389 -17.731933 -40.338171
  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(-0.70399735--0.70403389) × R
    3.65400000000848e-05 × 6371000     		dl = 232.796340000541m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.70399735--0.70403389) × R
    3.65400000000848e-05 × 6371000     		dr = 232.796340000541m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.30952856--0.30948062) × cos(-0.70399735) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.76226091994569 × 6371000     		do = 232.81410554761m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.30952856--0.30948062) × cos(-0.70403389) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.762237268195621 × 6371000     		du = 232.806881694343m
  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(-0.70399735)-sin(-0.70403389))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.76226091994569-0.762237268195621)×R²
    abs(-0.30948062--0.30952856)×2.36517500691313e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.36517500691313e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.36517500691313e-05×40589641000000     		ar = 54197.4308347463m²