Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 60008 / 41621
↖ ↑ ↗
← N 54.742064°
W 15.183105°		 ← 176.31 m → N 54.742064°
W 15.180359°		 →
↑
176.29 m
↓
↑
176.29 m
↓
N 54.740479°
W 15.183105°		 ← 176.32 m →
31 081 m²		 N 54.740479°
W 15.180359°
↙ ↓ ↘

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 60008 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41621 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.457828521728516 y=0.317546844482422 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.457828521728516 × 217)
    floor (0.457828521728516 × 131072)
    floor (60008.5)     		tx = 60008
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.317546844482422 × 217)
    floor (0.317546844482422 × 131072)
    floor (41621.5)     		ty = 41621
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 60008 / 41621 ti = "17/60008/41621"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/60008/41621.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 60008 ÷ 217
    60008 ÷ 131072     		x = 0.45782470703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41621 ÷ 217
    41621 ÷ 131072     		y = 0.317543029785156
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.45782470703125 × 2 - 1) × π
    -0.0843505859375 × 3.1415926535     		Λ = -0.26499518
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.317543029785156 × 2 - 1) × π
    0.364913940429688 × 3.1415926535     		Φ = 1.14641095441364
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.26499518} λ = -0.26499518}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.14641095441364))-π/2
    2×atan(3.14687832778699)-π/2
    2×1.26311279415937-π/2
    2.52622558831873-1.57079632675     		φ = 0.95542926
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.26499518} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -15.183105°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.95542926 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.742064°
  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 60008 KachelY 41621 -0.26499518 0.95542926 -15.183105 54.742064
    Oben rechts KachelX + 1 60009 KachelY 41621 -0.26494724 0.95542926 -15.180359 54.742064
    Unten links KachelX 60008 KachelY + 1 41622 -0.26499518 0.95540159 -15.183105 54.740479
    Unten rechts KachelX + 1 60009 KachelY + 1 41622 -0.26494724 0.95540159 -15.180359 54.740479
  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(0.95542926-0.95540159) × R
    2.76699999999241e-05 × 6371000     		dl = 176.285569999517m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.95542926-0.95540159) × R
    2.76699999999241e-05 × 6371000     		dr = 176.285569999517m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.26499518--0.26494724) × cos(0.95542926) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.577258293820847 × 6371000     		do = 176.309541561458m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.26499518--0.26494724) × cos(0.95540159) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.577280887859598 × 6371000     		du = 176.316442362463m
  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(0.95542926)-sin(0.95540159))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.577258293820847-0.577280887859598)×R²
    abs(-0.26494724--0.26499518)×2.25940387509338e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.25940387509338e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.25940387509338e-05×40589641000000     		ar = 31081.436288181m²