Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 73138 / 78451
↖ ↑ ↗
← S 33.401638°
E 20.879517°		 ← 254.98 m → S 33.401638°
E 20.882263°		 →
↑
254.97 m
↓
↑
254.97 m
↓
S 33.403931°
E 20.879517°		 ← 254.97 m →
65 011 m²		 S 33.403931°
E 20.882263°
↙ ↓ ↘

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 73138 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 78451 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.558002471923828 y=0.598537445068359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.558002471923828 × 217)
    floor (0.558002471923828 × 131072)
    floor (73138.5)     		tx = 73138
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.598537445068359 × 217)
    floor (0.598537445068359 × 131072)
    floor (78451.5)     		ty = 78451
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 73138 / 78451 ti = "17/73138/78451"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/73138/78451.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 73138 ÷ 217
    73138 ÷ 131072     		x = 0.557998657226562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 78451 ÷ 217
    78451 ÷ 131072     		y = 0.598533630371094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.557998657226562 × 2 - 1) × π
    0.115997314453125 × 3.1415926535     		Λ = 0.36441631
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.598533630371094 × 2 - 1) × π
    -0.197067260742188 × 3.1415926535     		Φ = -0.619105058593025
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.36441631} λ = 0.36441631}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.619105058593025))-π/2
    2×atan(0.538426081836071)-π/2
    2×0.493913881495764-π/2
    0.987827762991528-1.57079632675     		φ = -0.58296856
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.36441631} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 20.879517°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.58296856 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -33.401638°
  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 73138 KachelY 78451 0.36441631 -0.58296856 20.879517 -33.401638
    Oben rechts KachelX + 1 73139 KachelY 78451 0.36446425 -0.58296856 20.882263 -33.401638
    Unten links KachelX 73138 KachelY + 1 78452 0.36441631 -0.58300858 20.879517 -33.403931
    Unten rechts KachelX + 1 73139 KachelY + 1 78452 0.36446425 -0.58300858 20.882263 -33.403931
  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(-0.58296856--0.58300858) × R
    4.00200000000295e-05 × 6371000     		dl = 254.967420000188m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.58296856--0.58300858) × R
    4.00200000000295e-05 × 6371000     		dr = 254.967420000188m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.36441631-0.36446425) × cos(-0.58296856) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.834832124769294 × 6371000     		do = 254.979219483267m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.36441631-0.36446425) × cos(-0.58300858) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.834810092906354 × 6371000     		du = 254.972490385225m
  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(-0.58296856)-sin(-0.58300858))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.834832124769294-0.834810092906354)×R²
    abs(0.36446425-0.36441631)×2.20318629409189e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.20318629409189e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.20318629409189e-05×40589641000000     		ar = 65010.5359037296m²