Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 911 / 671
↖ ↑ ↗
← N 76.205967°
W 99.931641°		 ← 2 330.21 m → N 76.205967°
W 99.843750°		 →
↑
2 331.91 m
↓
↑
2 331.91 m
↓
N 76.184995°
W 99.931641°		 ← 2 333.68 m →
5 437 901 m²		 N 76.184995°
W 99.843750°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 911 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 671 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.2225341796875 y=0.1639404296875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.2225341796875 × 212)
    floor (0.2225341796875 × 4096)
    floor (911.5)     		tx = 911
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.1639404296875 × 212)
    floor (0.1639404296875 × 4096)
    floor (671.5)     		ty = 671
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 911 / 671 ti = "12/911/671"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/911/671.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 911 ÷ 212
    911 ÷ 4096     		x = 0.222412109375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 671 ÷ 212
    671 ÷ 4096     		y = 0.163818359375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.222412109375 × 2 - 1) × π
    -0.55517578125 × 3.1415926535     		Λ = -1.74413616
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.163818359375 × 2 - 1) × π
    0.67236328125 × 3.1415926535     		Φ = 2.11229154485815
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.74413616} λ = -1.74413616}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.11229154485815))-π/2
    2×atan(8.26716417257393)-π/2
    2×1.4504206806748-π/2
    2.90084136134961-1.57079632675     		φ = 1.33004503
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.74413616} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -99.931641°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.33004503 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.205967°
  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 911 KachelY 671 -1.74413616 1.33004503 -99.931641 76.205967
    Oben rechts KachelX + 1 912 KachelY 671 -1.74260217 1.33004503 -99.843750 76.205967
    Unten links KachelX 911 KachelY + 1 672 -1.74413616 1.32967901 -99.931641 76.184995
    Unten rechts KachelX + 1 912 KachelY + 1 672 -1.74260217 1.32967901 -99.843750 76.184995
  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(1.33004503-1.32967901) × R
    0.000366019999999967 × 6371000     		dl = 2331.91341999979m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.33004503-1.32967901) × R
    0.000366019999999967 × 6371000     		dr = 2331.91341999979m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.74413616--1.74260217) × cos(1.33004503) × R
    0.00153398999999999 × 0.238432322380501 × 6371000     		do = 2330.21107738611m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.74413616--1.74260217) × cos(1.32967901) × R
    0.00153398999999999 × 0.238787770060559 × 6371000     		du = 2333.68488543878m
  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(1.33004503)-sin(1.32967901))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.238432322380501-0.238787770060559)×R²
    abs(-1.74260217--1.74413616)×0.000355447680057852×R²
    0.00153398999999999×0.000355447680057852×6371000²
    0.00153398999999999×0.000355447680057852×40589641000000     		ar = 5437900.85330899m²