Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83621 / 20499
↖ ↑ ↗
← N 76.828931°
E 49.671936°		 ← 69.59 m → N 76.828931°
E 49.674683°		 →
↑
69.57 m
↓
↑
69.57 m
↓
N 76.828305°
E 49.671936°		 ← 69.60 m →
4 842 m²		 N 76.828305°
E 49.674683°
↙ ↓ ↘

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 83621 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20499 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.637981414794922 y=0.156398773193359 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.637981414794922 × 217)
    floor (0.637981414794922 × 131072)
    floor (83621.5)     		tx = 83621
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.156398773193359 × 217)
    floor (0.156398773193359 × 131072)
    floor (20499.5)     		ty = 20499
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83621 / 20499 ti = "17/83621/20499"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83621/20499.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83621 ÷ 217
    83621 ÷ 131072     		x = 0.637977600097656
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20499 ÷ 217
    20499 ÷ 131072     		y = 0.156394958496094
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.637977600097656 × 2 - 1) × π
    0.275955200195312 × 3.1415926535     		Λ = 0.86693883
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.156394958496094 × 2 - 1) × π
    0.687210083007812 × 3.1415926535     		Φ = 2.15893414818847
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.86693883} λ = 0.86693883}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.15893414818847))-π/2
    2×atan(8.66190043431268)-π/2
    2×1.4558570653422-π/2
    2.9117141306844-1.57079632675     		φ = 1.34091780
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.86693883} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.671936°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34091780 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.828931°
  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 83621 KachelY 20499 0.86693883 1.34091780 49.671936 76.828931
    Oben rechts KachelX + 1 83622 KachelY 20499 0.86698677 1.34091780 49.674683 76.828931
    Unten links KachelX 83621 KachelY + 1 20500 0.86693883 1.34090688 49.671936 76.828305
    Unten rechts KachelX + 1 83622 KachelY + 1 20500 0.86698677 1.34090688 49.674683 76.828305
  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(1.34091780-1.34090688) × R
    1.09200000000254e-05 × 6371000     		dl = 69.5713200001615m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34091780-1.34090688) × R
    1.09200000000254e-05 × 6371000     		dr = 69.5713200001615m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.86693883-0.86698677) × cos(1.34091780) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.227859247475788 × 6371000     		do = 69.5940792760901m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.86693883-0.86698677) × cos(1.34090688) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.227869880201567 × 6371000     		du = 69.5973267842292m
  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(1.34091780)-sin(1.34090688))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.227859247475788-0.227869880201567)×R²
    abs(0.86698677-0.86693883)×1.06327257784478e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.06327257784478e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.06327257784478e-05×40589641000000     		ar = 4841.86492632662m²