Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 60040 / 41724
↖ ↑ ↗
← N 54.578430°
W 15.095215°		 ← 177.02 m → N 54.578430°
W 15.092468°		 →
↑
177.05 m
↓
↑
177.05 m
↓
N 54.576838°
W 15.095215°		 ← 177.03 m →
31 342 m²		 N 54.576838°
W 15.092468°
↙ ↓ ↘

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 60040 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 41724 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.458072662353516 y=0.318332672119141 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.458072662353516 × 217)
    floor (0.458072662353516 × 131072)
    floor (60040.5)     		tx = 60040
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.318332672119141 × 217)
    floor (0.318332672119141 × 131072)
    floor (41724.5)     		ty = 41724
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 60040 / 41724 ti = "17/60040/41724"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/60040/41724.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 60040 ÷ 217
    60040 ÷ 131072     		x = 0.45806884765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 41724 ÷ 217
    41724 ÷ 131072     		y = 0.318328857421875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.45806884765625 × 2 - 1) × π
    -0.0838623046875 × 3.1415926535     		Λ = -0.26346120
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.318328857421875 × 2 - 1) × π
    0.36334228515625 × 3.1415926535     		Φ = 1.14147345375278
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.26346120} λ = -0.26346120}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.14147345375278))-π/2
    2×atan(3.13137890964577)-π/2
    2×1.2616848127798-π/2
    2.5233696255596-1.57079632675     		φ = 0.95257330
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.26346120} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -15.095215°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.95257330 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.578430°
  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 60040 KachelY 41724 -0.26346120 0.95257330 -15.095215 54.578430
    Oben rechts KachelX + 1 60041 KachelY 41724 -0.26341326 0.95257330 -15.092468 54.578430
    Unten links KachelX 60040 KachelY + 1 41725 -0.26346120 0.95254551 -15.095215 54.576838
    Unten rechts KachelX + 1 60041 KachelY + 1 41725 -0.26341326 0.95254551 -15.092468 54.576838
  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(0.95257330-0.95254551) × R
    2.7789999999972e-05 × 6371000     		dl = 177.050089999822m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.95257330-0.95254551) × R
    2.7789999999972e-05 × 6371000     		dr = 177.050089999822m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.26346120--0.26341326) × cos(0.95257330) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.57958800374084 × 6371000     		do = 177.021094937758m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.26346120--0.26341326) × cos(0.95254551) × R
    4.79400000000241e-05 × 0.579610649856348 × 6371000     		du = 177.028011644345m
  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(0.95257330)-sin(0.95254551))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.57958800374084-0.579610649856348)×R²
    abs(-0.26341326--0.26346120)×2.26461155080626e-05×R²
    4.79400000000241e-05×2.26461155080626e-05×6371000²
    4.79400000000241e-05×2.26461155080626e-05×40589641000000     		ar = 31342.2130943863m²