Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 7142 / 1107
↖ ↑ ↗
← N 78.464217°
E133.857422°		 ← 977.20 m → N 78.464217°
E133.901367°		 →
↑
977.57 m
↓
↑
977.57 m
↓
N 78.455425°
E133.857422°		 ← 977.94 m →
955 637 m²		 N 78.455425°
E133.901367°
↙ ↓ ↘

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 7142 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1107 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.87188720703125 y=0.13519287109375 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.87188720703125 × 213)
    floor (0.87188720703125 × 8192)
    floor (7142.5)     		tx = 7142
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.13519287109375 × 213)
    floor (0.13519287109375 × 8192)
    floor (1107.5)     		ty = 1107
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 7142 / 1107 ti = "13/7142/1107"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/7142/1107.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 7142 ÷ 213
    7142 ÷ 8192     		x = 0.871826171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1107 ÷ 213
    1107 ÷ 8192     		y = 0.1351318359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.871826171875 × 2 - 1) × π
    0.74365234375 × 3.1415926535     		Λ = 2.33625274
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.1351318359375 × 2 - 1) × π
    0.729736328125 × 3.1415926535     		Φ = 2.29253428742957
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.33625274} λ = 2.33625274}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.29253428742957))-π/2
    2×atan(9.8999953498624)-π/2
    2×1.4701276276707-π/2
    2.94025525534141-1.57079632675     		φ = 1.36945893
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.33625274} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 133.857422°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.36945893 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.464217°
  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 7142 KachelY 1107 2.33625274 1.36945893 133.857422 78.464217
    Oben rechts KachelX + 1 7143 KachelY 1107 2.33701973 1.36945893 133.901367 78.464217
    Unten links KachelX 7142 KachelY + 1 1108 2.33625274 1.36930549 133.857422 78.455425
    Unten rechts KachelX + 1 7143 KachelY + 1 1108 2.33701973 1.36930549 133.901367 78.455425
  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(1.36945893-1.36930549) × R
    0.00015344000000006 × 6371000     		dl = 977.566240000383m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.36945893-1.36930549) × R
    0.00015344000000006 × 6371000     		dr = 977.566240000383m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.33625274-2.33701973) × cos(1.36945893) × R
    0.000766990000000245 × 0.199979890631359 × 6371000     		do = 977.200393705383m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.33625274-2.33701973) × cos(1.36930549) × R
    0.000766990000000245 × 0.200130228788885 × 6371000     		du = 977.935020103361m
  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(1.36945893)-sin(1.36930549))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.199979890631359-0.200130228788885)×R²
    abs(2.33701973-2.33625274)×0.00015033815752527×R²
    0.000766990000000245×0.00015033815752527×6371000²
    0.000766990000000245×0.00015033815752527×40589641000000     		ar = 955637.189458327m²