Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83492 / 20140
↖ ↑ ↗
← N 77.051733°
E 49.317627°		 ← 68.44 m → N 77.051733°
E 49.320374°		 →
↑
68.42 m
↓
↑
68.42 m
↓
N 77.051117°
E 49.317627°		 ← 68.44 m →
4 683 m²		 N 77.051117°
E 49.320374°
↙ ↓ ↘

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 83492 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20140 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.636997222900391 y=0.153659820556641 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.636997222900391 × 217)
    floor (0.636997222900391 × 131072)
    floor (83492.5)     		tx = 83492
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.153659820556641 × 217)
    floor (0.153659820556641 × 131072)
    floor (20140.5)     		ty = 20140
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83492 / 20140 ti = "17/83492/20140"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83492/20140.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83492 ÷ 217
    83492 ÷ 131072     		x = 0.636993408203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20140 ÷ 217
    20140 ÷ 131072     		y = 0.153656005859375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.636993408203125 × 2 - 1) × π
    0.27398681640625 × 3.1415926535     		Λ = 0.86075497
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.153656005859375 × 2 - 1) × π
    0.69268798828125 × 3.1415926535     		Φ = 2.17614349515207
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.86075497} λ = 0.86075497}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.17614349515207))-π/2
    2×atan(8.81225613518232)-π/2
    2×1.45780137919465-π/2
    2.91560275838931-1.57079632675     		φ = 1.34480643
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.86075497} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.317627°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34480643 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.051733°
  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 83492 KachelY 20140 0.86075497 1.34480643 49.317627 77.051733
    Oben rechts KachelX + 1 83493 KachelY 20140 0.86080291 1.34480643 49.320374 77.051733
    Unten links KachelX 83492 KachelY + 1 20141 0.86075497 1.34479569 49.317627 77.051117
    Unten rechts KachelX + 1 83493 KachelY + 1 20141 0.86080291 1.34479569 49.320374 77.051117
  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(1.34480643-1.34479569) × R
    1.07400000000091e-05 × 6371000     		dl = 68.4245400000578m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34480643-1.34479569) × R
    1.07400000000091e-05 × 6371000     		dr = 68.4245400000578m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.86075497-0.86080291) × cos(1.34480643) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.224071198225957 × 6371000     		do = 68.4371115308046m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.86075497-0.86080291) × cos(1.34479569) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.224081665124661 × 6371000     		du = 68.4403083910868m
  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(1.34480643)-sin(1.34479569))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.224071198225957-0.224081665124661)×R²
    abs(0.86080291-0.86075497)×1.04668987042644e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.04668987042644e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.04668987042644e-05×40589641000000     		ar = 4682.88724737529m²