Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 83698 / 19794
↖ ↑ ↗
← N 77.262959°
E 49.883423°		 ← 67.34 m → N 77.262959°
E 49.886170°		 →
↑
67.34 m
↓
↑
67.34 m
↓
N 77.262354°
E 49.883423°		 ← 67.34 m →
4 535 m²		 N 77.262354°
E 49.886170°
↙ ↓ ↘

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 83698 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 19794 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.638568878173828 y=0.151020050048828 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.638568878173828 × 217)
    floor (0.638568878173828 × 131072)
    floor (83698.5)     		tx = 83698
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.151020050048828 × 217)
    floor (0.151020050048828 × 131072)
    floor (19794.5)     		ty = 19794
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 83698 / 19794 ti = "17/83698/19794"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/83698/19794.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 83698 ÷ 217
    83698 ÷ 131072     		x = 0.638565063476562
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 19794 ÷ 217
    19794 ÷ 131072     		y = 0.151016235351562
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.638565063476562 × 2 - 1) × π
    0.277130126953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.87062997
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.151016235351562 × 2 - 1) × π
    0.697967529296875 × 3.1415926535     		Φ = 2.19272966242061
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.87062997} λ = 0.87062997}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.19272966242061))-π/2
    2×atan(8.95963654885824)-π/2
    2×1.45964467807133-π/2
    2.91928935614266-1.57079632675     		φ = 1.34849303
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.87062997} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 49.883423°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34849303 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.262959°
  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 83698 KachelY 19794 0.87062997 1.34849303 49.883423 77.262959
    Oben rechts KachelX + 1 83699 KachelY 19794 0.87067791 1.34849303 49.886170 77.262959
    Unten links KachelX 83698 KachelY + 1 19795 0.87062997 1.34848246 49.883423 77.262354
    Unten rechts KachelX + 1 83699 KachelY + 1 19795 0.87067791 1.34848246 49.886170 77.262354
  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(1.34849303-1.34848246) × R
    1.0569999999932e-05 × 6371000     		dl = 67.3414699995669m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34849303-1.34848246) × R
    1.0569999999932e-05 × 6371000     		dr = 67.3414699995669m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.87062997-0.87067791) × cos(1.34849303) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.220476823687544 × 6371000     		do = 67.3392970277295m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.87062997-0.87067791) × cos(1.34848246) × R
    4.79400000000796e-05 × 0.220487133570925 × 6371000     		du = 67.3424459314903m
  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(1.34849303)-sin(1.34848246))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.220476823687544-0.220487133570925)×R²
    abs(0.87067791-0.87062997)×1.03098833804105e-05×R²
    4.79400000000796e-05×1.03098833804105e-05×6371000²
    4.79400000000796e-05×1.03098833804105e-05×40589641000000     		ar = 4534.83327658743m²