Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 7538 / 3505
↖ ↑ ↗
← N 80.325660°
W 97.185059°		 ← 205.29 m → N 80.325660°
W 97.174072°		 →
↑
205.34 m
↓
↑
205.34 m
↓
N 80.323813°
W 97.185059°		 ← 205.33 m →
42 158 m²		 N 80.323813°
W 97.174072°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 7538 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3505 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.230056762695312 y=0.106979370117188 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.230056762695312 × 215)
    floor (0.230056762695312 × 32768)
    floor (7538.5)     		tx = 7538
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.106979370117188 × 215)
    floor (0.106979370117188 × 32768)
    floor (3505.5)     		ty = 3505
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 7538 / 3505 ti = "15/7538/3505"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/7538/3505.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 7538 ÷ 215
    7538 ÷ 32768     		x = 0.23004150390625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3505 ÷ 215
    3505 ÷ 32768     		y = 0.106964111328125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.23004150390625 × 2 - 1) × π
    -0.5399169921875 × 3.1415926535     		Λ = -1.69619926
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.106964111328125 × 2 - 1) × π
    0.78607177734375 × 3.1415926535     		Φ = 2.46951732082681
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.69619926} λ = -1.69619926}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.46951732082681))-π/2
    2×atan(11.8167417797454)-π/2
    2×1.48637178284112-π/2
    2.97274356568223-1.57079632675     		φ = 1.40194724
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.69619926} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -97.185059°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.40194724 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 80.325660°
  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 7538 KachelY 3505 -1.69619926 1.40194724 -97.185059 80.325660
    Oben rechts KachelX + 1 7539 KachelY 3505 -1.69600751 1.40194724 -97.174072 80.325660
    Unten links KachelX 7538 KachelY + 1 3506 -1.69619926 1.40191501 -97.185059 80.323813
    Unten rechts KachelX + 1 7539 KachelY + 1 3506 -1.69600751 1.40191501 -97.174072 80.323813
  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(1.40194724-1.40191501) × R
    3.22299999999665e-05 × 6371000     		dl = 205.337329999786m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.40194724-1.40191501) × R
    3.22299999999665e-05 × 6371000     		dr = 205.337329999786m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.69619926--1.69600751) × cos(1.40194724) × R
    0.000191749999999935 × 0.168047914744873 × 6371000     		do = 205.29392853292m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.69619926--1.69600751) × cos(1.40191501) × R
    0.000191749999999935 × 0.168079686309222 × 6371000     		du = 205.332741922963m
  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(1.40194724)-sin(1.40191501))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.168047914744873-0.168079686309222)×R²
    abs(-1.69600751--1.69619926)×3.17715643491645e-05×R²
    0.000191749999999935×3.17715643491645e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.17715643491645e-05×40589641000000     		ar = 42158.4920731324m²