Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68488 / 43340
↖ ↑ ↗
← N 51.923943°
E  8.107910°		 ← 188.32 m → N 51.923943°
E  8.110656°		 →
↑
188.33 m
↓
↑
188.33 m
↓
N 51.922250°
E  8.107910°		 ← 188.33 m →
35 466 m²		 N 51.922250°
E  8.110656°
↙ ↓ ↘

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 68488 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43340 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.522525787353516 y=0.330661773681641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.522525787353516 × 217)
    floor (0.522525787353516 × 131072)
    floor (68488.5)     		tx = 68488
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.330661773681641 × 217)
    floor (0.330661773681641 × 131072)
    floor (43340.5)     		ty = 43340
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68488 / 43340 ti = "17/68488/43340"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68488/43340.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68488 ÷ 217
    68488 ÷ 131072     		x = 0.52252197265625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43340 ÷ 217
    43340 ÷ 131072     		y = 0.330657958984375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.52252197265625 × 2 - 1) × π
    0.0450439453125 × 3.1415926535     		Λ = 0.14150973
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.330657958984375 × 2 - 1) × π
    0.33868408203125 × 3.1415926535     		Φ = 1.06400742396677
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.14150973} λ = 0.14150973}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.06400742396677))-π/2
    2×atan(2.89796110929882)-π/2
    2×1.23852005026011-π/2
    2.47704010052023-1.57079632675     		φ = 0.90624377
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.14150973} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 8.107910°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.90624377 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 51.923943°
  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 68488 KachelY 43340 0.14150973 0.90624377 8.107910 51.923943
    Oben rechts KachelX + 1 68489 KachelY 43340 0.14155766 0.90624377 8.110656 51.923943
    Unten links KachelX 68488 KachelY + 1 43341 0.14150973 0.90621421 8.107910 51.922250
    Unten rechts KachelX + 1 68489 KachelY + 1 43341 0.14155766 0.90621421 8.110656 51.922250
  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(0.90624377-0.90621421) × R
    2.9559999999984e-05 × 6371000     		dl = 188.326759999898m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.90624377-0.90621421) × R
    2.9559999999984e-05 × 6371000     		dr = 188.326759999898m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.14150973-0.14155766) × cos(0.90624377) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.616706970402057 × 6371000     		do = 188.318892397128m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.14150973-0.14155766) × cos(0.90621421) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.61673023955194 × 6371000     		du = 188.325997911973m
  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(0.90624377)-sin(0.90621421))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.616706970402057-0.61673023955194)×R²
    abs(0.14155766-0.14150973)×2.32691498828208e-05×R²
    4.79300000000016e-05×2.32691498828208e-05×6371000²
    4.79300000000016e-05×2.32691498828208e-05×40589641000000     		ar = 35466.1559338276m²