Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 900 / 1357
↖ ↑ ↗
← S 50.401515°
W 21.796875°		 ← 12.459 km → S 50.401515°
W 21.621094°		 →
↑
12.444 km
↓
↑
12.444 km
↓
S 50.513427°
W 21.796875°		 ← 12.429 km →
154.853 km²		 S 50.513427°
W 21.621094°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 900 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1357 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.439697265625 y=0.662841796875 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.439697265625 × 211)
    floor (0.439697265625 × 2048)
    floor (900.5)     		tx = 900
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.662841796875 × 211)
    floor (0.662841796875 × 2048)
    floor (1357.5)     		ty = 1357
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 900 / 1357 ti = "11/900/1357"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/900/1357.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 900 ÷ 211
    900 ÷ 2048     		x = 0.439453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1357 ÷ 211
    1357 ÷ 2048     		y = 0.66259765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439453125 × 2 - 1) × π
    -0.12109375 × 3.1415926535     		Λ = -0.38042724
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.66259765625 × 2 - 1) × π
    -0.3251953125 × 3.1415926535     		Φ = -1.02163120470264
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38042724} λ = -0.38042724}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.02163120470264))-π/2
    2×atan(0.360007215490873)-π/2
    2×0.345561968218292-π/2
    0.691123936436584-1.57079632675     		φ = -0.87967239
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38042724} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.796875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.87967239 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -50.401515°
  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 900 KachelY 1357 -0.38042724 -0.87967239 -21.796875 -50.401515
    Oben rechts KachelX + 1 901 KachelY 1357 -0.37735927 -0.87967239 -21.621094 -50.401515
    Unten links KachelX 900 KachelY + 1 1358 -0.38042724 -0.88162561 -21.796875 -50.513427
    Unten rechts KachelX + 1 901 KachelY + 1 1358 -0.37735927 -0.88162561 -21.621094 -50.513427
  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(-0.87967239--0.88162561) × R
    0.00195321999999998 × 6371000     		dl = 12443.9646199999m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.87967239--0.88162561) × R
    0.00195321999999998 × 6371000     		dr = 12443.9646199999m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38042724--0.37735927) × cos(-0.87967239) × R
    0.00306796999999998 × 0.637403611766001 × 6371000     		do = 12458.7144966493m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38042724--0.37735927) × cos(-0.88162561) × R
    0.00306796999999998 × 0.635897382051354 × 6371000     		du = 12429.2736751121m
  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(-0.87967239)-sin(-0.88162561))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.637403611766001-0.635897382051354)×R²
    abs(-0.37735927--0.38042724)×0.00150622971464776×R²
    0.00306796999999998×0.00150622971464776×6371000²
    0.00306796999999998×0.00150622971464776×40589641000000     		ar = 154852671.367325m²