Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 74371 / 77444
↖ ↑ ↗
← S 31.062345°
E 24.266052°		 ← 261.63 m → S 31.062345°
E 24.268799°		 →
↑
261.59 m
↓
↑
261.59 m
↓
S 31.064698°
E 24.266052°		 ← 261.62 m →
68 440 m²		 S 31.064698°
E 24.268799°
↙ ↓ ↘

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 74371 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 77444 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.567409515380859 y=0.590854644775391 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.567409515380859 × 217)
    floor (0.567409515380859 × 131072)
    floor (74371.5)     		tx = 74371
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.590854644775391 × 217)
    floor (0.590854644775391 × 131072)
    floor (77444.5)     		ty = 77444
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 74371 / 77444 ti = "17/74371/77444"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/74371/77444.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 74371 ÷ 217
    74371 ÷ 131072     		x = 0.567405700683594
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 77444 ÷ 217
    77444 ÷ 131072     		y = 0.590850830078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.567405700683594 × 2 - 1) × π
    0.134811401367188 × 3.1415926535     		Λ = 0.42352251
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.590850830078125 × 2 - 1) × π
    -0.18170166015625 × 3.1415926535     		Φ = -0.570832600675629
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.42352251} λ = 0.42352251}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.570832600675629))-π/2
    2×atan(0.565054777800671)-π/2
    2×0.514328063008019-π/2
    1.02865612601604-1.57079632675     		φ = -0.54214020
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.42352251} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.266052°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.54214020 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -31.062345°
  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 74371 KachelY 77444 0.42352251 -0.54214020 24.266052 -31.062345
    Oben rechts KachelX + 1 74372 KachelY 77444 0.42357045 -0.54214020 24.268799 -31.062345
    Unten links KachelX 74371 KachelY + 1 77445 0.42352251 -0.54218126 24.266052 -31.064698
    Unten rechts KachelX + 1 74372 KachelY + 1 77445 0.42357045 -0.54218126 24.268799 -31.064698
  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(-0.54214020--0.54218126) × R
    4.10600000000372e-05 × 6371000     		dl = 261.593260000237m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.54214020--0.54218126) × R
    4.10600000000372e-05 × 6371000     		dr = 261.593260000237m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.42352251-0.42357045) × cos(-0.54214020) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.856606364006803 × 6371000     		do = 261.629632615316m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.42352251-0.42357045) × cos(-0.54218126) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.856585177536778 × 6371000     		du = 261.62316172203m
  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(-0.54214020)-sin(-0.54218126))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.856606364006803-0.856585177536778)×R²
    abs(0.42357045-0.42352251)×2.11864700255804e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.11864700255804e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.11864700255804e-05×40589641000000     		ar = 68439.7021469578m²