Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 84435 / 20175
↖ ↑ ↗
← N 77.030175°
E 51.907654°		 ← 68.53 m → N 77.030175°
E 51.910400°		 →
↑
68.55 m
↓
↑
68.55 m
↓
N 77.029559°
E 51.907654°		 ← 68.54 m →
4 698 m²		 N 77.029559°
E 51.910400°
↙ ↓ ↘

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 84435 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20175 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.644191741943359 y=0.153926849365234 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.644191741943359 × 217)
    floor (0.644191741943359 × 131072)
    floor (84435.5)     		tx = 84435
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.153926849365234 × 217)
    floor (0.153926849365234 × 131072)
    floor (20175.5)     		ty = 20175
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 84435 / 20175 ti = "17/84435/20175"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/84435/20175.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 84435 ÷ 217
    84435 ÷ 131072     		x = 0.644187927246094
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20175 ÷ 217
    20175 ÷ 131072     		y = 0.153923034667969
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.644187927246094 × 2 - 1) × π
    0.288375854492188 × 3.1415926535     		Λ = 0.90595947
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.153923034667969 × 2 - 1) × π
    0.692153930664062 × 3.1415926535     		Φ = 2.17446570366537
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.90595947} λ = 0.90595947}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.17446570366537))-π/2
    2×atan(8.79748340310755)-π/2
    2×1.45761325306257-π/2
    2.91522650612515-1.57079632675     		φ = 1.34443018
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.90595947} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 51.907654°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34443018 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 77.030175°
  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 84435 KachelY 20175 0.90595947 1.34443018 51.907654 77.030175
    Oben rechts KachelX + 1 84436 KachelY 20175 0.90600740 1.34443018 51.910400 77.030175
    Unten links KachelX 84435 KachelY + 1 20176 0.90595947 1.34441942 51.907654 77.029559
    Unten rechts KachelX + 1 84436 KachelY + 1 20176 0.90600740 1.34441942 51.910400 77.029559
  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(1.34443018-1.34441942) × R
    1.07600000001096e-05 × 6371000     		dl = 68.5519600006981m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34443018-1.34441942) × R
    1.07600000001096e-05 × 6371000     		dr = 68.5519600006981m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.90595947-0.90600740) × cos(1.34443018) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.224437865364525 × 6371000     		do = 68.53480217662m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.90595947-0.90600740) × cos(1.34441942) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.224448350846732 × 6371000     		du = 68.5380040447523m
  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(1.34443018)-sin(1.34441942))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.224437865364525-0.224448350846732)×R²
    abs(0.90600740-0.90595947)×1.04854822072231e-05×R²
    4.79300000000293e-05×1.04854822072231e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×1.04854822072231e-05×40589641000000     		ar = 4698.30476467103m²