Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 6735 / 2603
↖ ↑ ↗
← N 54.699233°
E115.971680°		 ← 2 823.75 m → N 54.699233°
E116.015625°		 →
↑
2 824.58 m
↓
↑
2 824.58 m
↓
N 54.673831°
E115.971680°		 ← 2 825.52 m →
7 978 415 m²		 N 54.673831°
E116.015625°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 6735 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2603 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.82220458984375 y=0.31781005859375 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.82220458984375 × 213)
    floor (0.82220458984375 × 8192)
    floor (6735.5)     		tx = 6735
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.31781005859375 × 213)
    floor (0.31781005859375 × 8192)
    floor (2603.5)     		ty = 2603
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 6735 / 2603 ti = "13/6735/2603"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/6735/2603.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 6735 ÷ 213
    6735 ÷ 8192     		x = 0.8221435546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2603 ÷ 213
    2603 ÷ 8192     		y = 0.3177490234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.8221435546875 × 2 - 1) × π
    0.644287109375 × 3.1415926535     		Λ = 2.02408765
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3177490234375 × 2 - 1) × π
    0.364501953125 × 3.1415926535     		Φ = 1.1451166581239
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.02408765} λ = 2.02408765}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.1451166581239))-π/2
    2×atan(3.14280796953608)-π/2
    2×1.26273902508263-π/2
    2.52547805016526-1.57079632675     		φ = 0.95468172
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.02408765} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 115.971680°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.95468172 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 54.699233°
  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 6735 KachelY 2603 2.02408765 0.95468172 115.971680 54.699233
    Oben rechts KachelX + 1 6736 KachelY 2603 2.02485464 0.95468172 116.015625 54.699233
    Unten links KachelX 6735 KachelY + 1 2604 2.02408765 0.95423837 115.971680 54.673831
    Unten rechts KachelX + 1 6736 KachelY + 1 2604 2.02485464 0.95423837 116.015625 54.673831
  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(0.95468172-0.95423837) × R
    0.000443349999999954 × 6371000     		dl = 2824.5828499997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.95468172-0.95423837) × R
    0.000443349999999954 × 6371000     		dr = 2824.5828499997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.02408765-2.02485464) × cos(0.95468172) × R
    0.000766990000000245 × 0.577868544939017 × 6371000     		do = 2823.75076734747m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.02408765-2.02485464) × cos(0.95423837) × R
    0.000766990000000245 × 0.578230319306918 × 6371000     		du = 2825.51857536872m
  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(0.95468172)-sin(0.95423837))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.577868544939017-0.578230319306918)×R²
    abs(2.02485464-2.02408765)×0.000361774367900969×R²
    0.000766990000000245×0.000361774367900969×6371000²
    0.000766990000000245×0.000361774367900969×40589641000000     		ar = 7978414.78091701m²