Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 73984 / 55042
↖ ↑ ↗
← N 27.678663°
E 23.203125°		 ← 270.42 m → N 27.678663°
E 23.205871°		 →
↑
270.45 m
↓
↑
270.45 m
↓
N 27.676231°
E 23.203125°		 ← 270.42 m →
73 135 m²		 N 27.676231°
E 23.205871°
↙ ↓ ↘

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 73984 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 55042 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.564456939697266 y=0.419940948486328 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.564456939697266 × 217)
    floor (0.564456939697266 × 131072)
    floor (73984.5)     		tx = 73984
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.419940948486328 × 217)
    floor (0.419940948486328 × 131072)
    floor (55042.5)     		ty = 55042
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 73984 / 55042 ti = "17/73984/55042"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/73984/55042.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 73984 ÷ 217
    73984 ÷ 131072     		x = 0.564453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 55042 ÷ 217
    55042 ÷ 131072     		y = 0.419937133789062
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.564453125 × 2 - 1) × π
    0.12890625 × 3.1415926535     		Λ = 0.40497093
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.419937133789062 × 2 - 1) × π
    0.160125732421875 × 3.1415926535     		Φ = 0.503049824612869
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.40497093} λ = 0.40497093}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.503049824612869))-π/2
    2×atan(1.65375725694518)-π/2
    2×1.02694006983118-π/2
    2.05388013966237-1.57079632675     		φ = 0.48308381
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.40497093} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 23.203125°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.48308381 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 27.678663°
  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 73984 KachelY 55042 0.40497093 0.48308381 23.203125 27.678663
    Oben rechts KachelX + 1 73985 KachelY 55042 0.40501886 0.48308381 23.205871 27.678663
    Unten links KachelX 73984 KachelY + 1 55043 0.40497093 0.48304136 23.203125 27.676231
    Unten rechts KachelX + 1 73985 KachelY + 1 55043 0.40501886 0.48304136 23.205871 27.676231
  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(0.48308381-0.48304136) × R
    4.24500000000272e-05 × 6371000     		dl = 270.448950000173m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.48308381-0.48304136) × R
    4.24500000000272e-05 × 6371000     		dr = 270.448950000173m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.40497093-0.40501886) × cos(0.48308381) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.88556666819091 × 6371000     		do = 270.418435498965m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.40497093-0.40501886) × cos(0.48304136) × R
    4.79299999999738e-05 × 0.885586385940112 × 6371000     		du = 270.424456550888m
  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(0.48308381)-sin(0.48304136))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.88556666819091-0.885586385940112)×R²
    abs(0.40501886-0.40497093)×1.9717749202175e-05×R²
    4.79299999999738e-05×1.9717749202175e-05×6371000²
    4.79299999999738e-05×1.9717749202175e-05×40589641000000     		ar = 73135.1961459829m²