Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68804 / 44383
↖ ↑ ↗
← N 50.122339°
E  8.975830°		 ← 195.78 m → N 50.122339°
E  8.978576°		 →
↑
195.84 m
↓
↑
195.84 m
↓
N 50.120578°
E  8.975830°		 ← 195.79 m →
38 344 m²		 N 50.120578°
E  8.978576°
↙ ↓ ↘

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 68804 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 44383 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.524936676025391 y=0.338619232177734 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.524936676025391 × 217)
    floor (0.524936676025391 × 131072)
    floor (68804.5)     		tx = 68804
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.338619232177734 × 217)
    floor (0.338619232177734 × 131072)
    floor (44383.5)     		ty = 44383
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68804 / 44383 ti = "17/68804/44383"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68804/44383.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68804 ÷ 217
    68804 ÷ 131072     		x = 0.524932861328125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 44383 ÷ 217
    44383 ÷ 131072     		y = 0.338615417480469
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.524932861328125 × 2 - 1) × π
    0.04986572265625 × 3.1415926535     		Λ = 0.15665779
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.338615417480469 × 2 - 1) × π
    0.322769165039062 × 3.1415926535     		Φ = 1.01400923766305
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.15665779} λ = 0.15665779}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.01400923766305))-π/2
    2×atan(2.75663087791041)-π/2
    2×1.22279808645991-π/2
    2.44559617291983-1.57079632675     		φ = 0.87479985
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.15665779} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 8.975830°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.87479985 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.122339°
  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 68804 KachelY 44383 0.15665779 0.87479985 8.975830 50.122339
    Oben rechts KachelX + 1 68805 KachelY 44383 0.15670572 0.87479985 8.978576 50.122339
    Unten links KachelX 68804 KachelY + 1 44384 0.15665779 0.87476911 8.975830 50.120578
    Unten rechts KachelX + 1 68805 KachelY + 1 44384 0.15670572 0.87476911 8.978576 50.120578
  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(0.87479985-0.87476911) × R
    3.07400000000291e-05 × 6371000     		dl = 195.844540000185m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.87479985-0.87476911) × R
    3.07400000000291e-05 × 6371000     		dr = 195.844540000185m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.15665779-0.15670572) × cos(0.87479985) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.641150469155098 × 6371000     		do = 195.783008796659m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.15665779-0.15670572) × cos(0.87476911) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.641174059195149 × 6371000     		du = 195.790212299177m
  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(0.87479985)-sin(0.87476911))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.641150469155098-0.641174059195149)×R²
    abs(0.15670572-0.15665779)×2.35900400513689e-05×R²
    4.79300000000016e-05×2.35900400513689e-05×6371000²
    4.79300000000016e-05×2.35900400513689e-05×40589641000000     		ar = 38343.7386839961m²