Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 73130 / 76066
↖ ↑ ↗
← S 27.766191°
E 20.857544°		 ← 270.20 m → S 27.766191°
E 20.860290°		 →
↑
270.19 m
↓
↑
270.19 m
↓
S 27.768621°
E 20.857544°		 ← 270.20 m →
73 006 m²		 S 27.768621°
E 20.860290°
↙ ↓ ↘

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 73130 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 76066 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.557941436767578 y=0.580341339111328 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.557941436767578 × 217)
    floor (0.557941436767578 × 131072)
    floor (73130.5)     		tx = 73130
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.580341339111328 × 217)
    floor (0.580341339111328 × 131072)
    floor (76066.5)     		ty = 76066
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 73130 / 76066 ti = "17/73130/76066"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/73130/76066.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 73130 ÷ 217
    73130 ÷ 131072     		x = 0.557937622070312
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 76066 ÷ 217
    76066 ÷ 131072     		y = 0.580337524414062
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.557937622070312 × 2 - 1) × π
    0.115875244140625 × 3.1415926535     		Λ = 0.36403282
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.580337524414062 × 2 - 1) × π
    -0.160675048828125 × 3.1415926535     		Φ = -0.504775552999191
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.36403282} λ = 0.36403282}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.504775552999191))-π/2
    2×atan(0.60364104564579)-π/2
    2×0.543092439680781-π/2
    1.08618487936156-1.57079632675     		φ = -0.48461145
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.36403282} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 20.857544°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.48461145 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -27.766191°
  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 73130 KachelY 76066 0.36403282 -0.48461145 20.857544 -27.766191
    Oben rechts KachelX + 1 73131 KachelY 76066 0.36408075 -0.48461145 20.860290 -27.766191
    Unten links KachelX 73130 KachelY + 1 76067 0.36403282 -0.48465386 20.857544 -27.768621
    Unten rechts KachelX + 1 73131 KachelY + 1 76067 0.36408075 -0.48465386 20.860290 -27.768621
  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(-0.48461145--0.48465386) × R
    4.24099999999927e-05 × 6371000     		dl = 270.194109999954m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.48461145--0.48465386) × R
    4.24099999999927e-05 × 6371000     		dr = 270.194109999954m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.36403282-0.36408075) × cos(-0.48461145) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.884856027581859 × 6371000     		do = 270.201432840298m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.36403282-0.36408075) × cos(-0.48465386) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.884836269469111 × 6371000     		du = 270.19539946288m
  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(-0.48461145)-sin(-0.48465386))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.884856027581859-0.884836269469111)×R²
    abs(0.36408075-0.36403282)×1.9758112748236e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.9758112748236e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.9758112748236e-05×40589641000000     		ar = 73006.0205863946m²