Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9004 / 9450
↖ ↑ ↗
← S 26.627818°
E 17.841797°		 ← 2 184.14 m → S 26.627818°
E 17.863770°		 →
↑
2 183.92 m
↓
↑
2 183.92 m
↓
S 26.647459°
E 17.841797°		 ← 2 183.76 m →
4 769 558 m²		 S 26.647459°
E 17.863770°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 9004 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 9450 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.549591064453125 y=0.576812744140625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.549591064453125 × 214)
    floor (0.549591064453125 × 16384)
    floor (9004.5)     		tx = 9004
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.576812744140625 × 214)
    floor (0.576812744140625 × 16384)
    floor (9450.5)     		ty = 9450
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9004 / 9450 ti = "14/9004/9450"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9004/9450.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9004 ÷ 214
    9004 ÷ 16384     		x = 0.549560546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 9450 ÷ 214
    9450 ÷ 16384     		y = 0.5767822265625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.549560546875 × 2 - 1) × π
    0.09912109375 × 3.1415926535     		Λ = 0.31139810
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.5767822265625 × 2 - 1) × π
    -0.153564453125 × 3.1415926535     		Φ = -0.482436957776245
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.31139810} λ = 0.31139810}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.482436957776245))-π/2
    2×atan(0.617277278720037)-π/2
    2×0.553026613067054-π/2
    1.10605322613411-1.57079632675     		φ = -0.46474310
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.31139810} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 17.841797°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.46474310 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -26.627818°
  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 9004 KachelY 9450 0.31139810 -0.46474310 17.841797 -26.627818
    Oben rechts KachelX + 1 9005 KachelY 9450 0.31178160 -0.46474310 17.863770 -26.627818
    Unten links KachelX 9004 KachelY + 1 9451 0.31139810 -0.46508589 17.841797 -26.647459
    Unten rechts KachelX + 1 9005 KachelY + 1 9451 0.31178160 -0.46508589 17.863770 -26.647459
  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(-0.46474310--0.46508589) × R
    0.000342789999999982 × 6371000     		dl = 2183.91508999988m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.46474310--0.46508589) × R
    0.000342789999999982 × 6371000     		dr = 2183.91508999988m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.31139810-0.31178160) × cos(-0.46474310) × R
    0.000383499999999981 × 0.893936735928101 × 6371000     		do = 2184.1364072532m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.31139810-0.31178160) × cos(-0.46508589) × R
    0.000383499999999981 × 0.89378304727545 × 6371000     		du = 2183.76090307248m
  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(-0.46474310)-sin(-0.46508589))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.893936735928101-0.89378304727545)×R²
    abs(0.31178160-0.31139810)×0.00015368865265164×R²
    0.000383499999999981×0.00015368865265164×6371000²
    0.000383499999999981×0.00015368865265164×40589641000000     		ar = 4769558.47049926m²