Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68514 / 43360
↖ ↑ ↗
← N 51.890054°
E  8.179321°		 ← 188.46 m → N 51.890054°
E  8.182068°		 →
↑
188.52 m
↓
↑
188.52 m
↓
N 51.888359°
E  8.179321°		 ← 188.47 m →
35 529 m²		 N 51.888359°
E  8.182068°
↙ ↓ ↘

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 68514 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43360 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.522724151611328 y=0.330814361572266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.522724151611328 × 217)
    floor (0.522724151611328 × 131072)
    floor (68514.5)     		tx = 68514
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.330814361572266 × 217)
    floor (0.330814361572266 × 131072)
    floor (43360.5)     		ty = 43360
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68514 / 43360 ti = "17/68514/43360"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68514/43360.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68514 ÷ 217
    68514 ÷ 131072     		x = 0.522720336914062
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43360 ÷ 217
    43360 ÷ 131072     		y = 0.330810546875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.522720336914062 × 2 - 1) × π
    0.045440673828125 × 3.1415926535     		Λ = 0.14275609
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.330810546875 × 2 - 1) × π
    0.33837890625 × 3.1415926535     		Φ = 1.06304868597437
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.14275609} λ = 0.14275609}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.06304868597437))-π/2
    2×atan(2.89518405532912)-π/2
    2×1.23822430849156-π/2
    2.47644861698312-1.57079632675     		φ = 0.90565229
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.14275609} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 8.179321°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.90565229 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 51.890054°
  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 68514 KachelY 43360 0.14275609 0.90565229 8.179321 51.890054
    Oben rechts KachelX + 1 68515 KachelY 43360 0.14280402 0.90565229 8.182068 51.890054
    Unten links KachelX 68514 KachelY + 1 43361 0.14275609 0.90562270 8.179321 51.888359
    Unten rechts KachelX + 1 68515 KachelY + 1 43361 0.14280402 0.90562270 8.182068 51.888359
  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(0.90565229-0.90562270) × R
    2.95900000000238e-05 × 6371000     		dl = 188.517890000151m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.90565229-0.90562270) × R
    2.95900000000238e-05 × 6371000     		dr = 188.517890000151m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.14275609-0.14280402) × cos(0.90565229) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.617172471298336 × 6371000     		do = 188.461038695783m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.14275609-0.14280402) × cos(0.90562270) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.617195753265639 × 6371000     		du = 188.468148124581m
  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(0.90565229)-sin(0.90562270))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.617172471298336-0.617195753265639)×R²
    abs(0.14280402-0.14275609)×2.3281967302613e-05×R²
    4.79300000000016e-05×2.3281967302613e-05×6371000²
    4.79300000000016e-05×2.3281967302613e-05×40589641000000     		ar = 35528.9474919239m²