Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 6938 / 5349
↖ ↑ ↗
← N 52.842595°
W 27.553711°		 ← 1 475.76 m → N 52.842595°
W 27.531738°		 →
↑
1 475.97 m
↓
↑
1 475.97 m
↓
N 52.829321°
W 27.553711°		 ← 1 476.21 m →
2 178 505 m²		 N 52.829321°
W 27.531738°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 6938 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5349 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.423492431640625 y=0.326507568359375 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.423492431640625 × 214)
    floor (0.423492431640625 × 16384)
    floor (6938.5)     		tx = 6938
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.326507568359375 × 214)
    floor (0.326507568359375 × 16384)
    floor (5349.5)     		ty = 5349
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 6938 / 5349 ti = "14/6938/5349"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/6938/5349.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 6938 ÷ 214
    6938 ÷ 16384     		x = 0.4234619140625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5349 ÷ 214
    5349 ÷ 16384     		y = 0.32647705078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.4234619140625 × 2 - 1) × π
    -0.153076171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.48090298
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.32647705078125 × 2 - 1) × π
    0.3470458984375 × 3.1415926535     		Φ = 1.09027684495856
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.48090298} λ = -0.48090298}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.09027684495856))-π/2
    2×atan(2.97509759933478)-π/2
    2×1.24653679367907-π/2
    2.49307358735814-1.57079632675     		φ = 0.92227726
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.48090298} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -27.553711°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.92227726 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.842595°
  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 6938 KachelY 5349 -0.48090298 0.92227726 -27.553711 52.842595
    Oben rechts KachelX + 1 6939 KachelY 5349 -0.48051948 0.92227726 -27.531738 52.842595
    Unten links KachelX 6938 KachelY + 1 5350 -0.48090298 0.92204559 -27.553711 52.829321
    Unten rechts KachelX + 1 6939 KachelY + 1 5350 -0.48051948 0.92204559 -27.531738 52.829321
  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(0.92227726-0.92204559) × R
    0.000231670000000017 × 6371000     		dl = 1475.96957000011m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.92227726-0.92204559) × R
    0.000231670000000017 × 6371000     		dr = 1475.96957000011m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.48090298--0.48051948) × cos(0.92227726) × R
    0.000383499999999981 × 0.604006795599517 × 6371000     		do = 1475.75681754212m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.48090298--0.48051948) × cos(0.92204559) × R
    0.000383499999999981 × 0.604191415552408 × 6371000     		du = 1476.20789550369m
  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(0.92227726)-sin(0.92204559))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.604006795599517-0.604191415552408)×R²
    abs(-0.48051948--0.48090298)×0.000184619952890208×R²
    0.000383499999999981×0.000184619952890208×6371000²
    0.000383499999999981×0.000184619952890208×40589641000000     		ar = 2178505.05382942m²