Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83633 / 20299
↖ ↑ ↗
← N 76.953515°
E 49.704895°		 ← 68.95 m → N 76.953515°
E 49.707642°		 →
↑
68.93 m
↓
↑
68.93 m
↓
N 76.952895°
E 49.704895°		 ← 68.95 m →
4 753 m²		 N 76.952895°
E 49.707642°
↙ ↓ ↘

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 83633 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20299 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.638072967529297 y=0.154872894287109 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.638072967529297 × 217)
    floor (0.638072967529297 × 131072)
    floor (83633.5)     		tx = 83633
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.154872894287109 × 217)
    floor (0.154872894287109 × 131072)
    floor (20299.5)     		ty = 20299
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83633 / 20299 ti = "17/83633/20299"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83633/20299.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83633 ÷ 217
    83633 ÷ 131072     		x = 0.638069152832031
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20299 ÷ 217
    20299 ÷ 131072     		y = 0.154869079589844
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.638069152832031 × 2 - 1) × π
    0.276138305664062 × 3.1415926535     		Λ = 0.86751407
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.154869079589844 × 2 - 1) × π
    0.690261840820312 × 3.1415926535     		Φ = 2.16852152811248
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.86751407} λ = 0.86751407}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.16852152811248))-π/2
    2×atan(8.7453447315631)-π/2
    2×1.45694426853719-π/2
    2.91388853707439-1.57079632675     		φ = 1.34309221
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.86751407} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.704895°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34309221 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.953515°
  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 83633 KachelY 20299 0.86751407 1.34309221 49.704895 76.953515
    Oben rechts KachelX + 1 83634 KachelY 20299 0.86756201 1.34309221 49.707642 76.953515
    Unten links KachelX 83633 KachelY + 1 20300 0.86751407 1.34308139 49.704895 76.952895
    Unten rechts KachelX + 1 83634 KachelY + 1 20300 0.86756201 1.34308139 49.707642 76.952895
  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(1.34309221-1.34308139) × R
    1.0819999999967e-05 × 6371000     		dl = 68.9342199997895m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34309221-1.34308139) × R
    1.0819999999967e-05 × 6371000     		dr = 68.9342199997895m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.86751407-0.86756201) × cos(1.34309221) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.225741500331788 × 6371000     		do = 68.9472647875014m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.86751407-0.86756201) × cos(1.34308139) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.225752041024491 × 6371000     		du = 68.9504841863703m
  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(1.34309221)-sin(1.34308139))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.225741500331788-0.225752041024491)×R²
    abs(0.86756201-0.86751407)×1.05406927028151e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.05406927028151e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.05406927028151e-05×40589641000000     		ar = 4752.93688269848m²