Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9314 / 7774
↖ ↑ ↗
← N  9.145486°
E 24.653320°		 ← 2 412.22 m → N  9.145486°
E 24.675293°		 →
↑
2 412.25 m
↓
↑
2 412.25 m
↓
N  9.123792°
E 24.653320°		 ← 2 412.37 m →
5 819 058 m²		 N  9.123792°
E 24.675293°
↙ ↓ ↘

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 9314 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 7774 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.568511962890625 y=0.474517822265625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.568511962890625 × 214)
    floor (0.568511962890625 × 16384)
    floor (9314.5)     		tx = 9314
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.474517822265625 × 214)
    floor (0.474517822265625 × 16384)
    floor (7774.5)     		ty = 7774
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9314 / 7774 ti = "14/9314/7774"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9314/7774.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9314 ÷ 214
    9314 ÷ 16384     		x = 0.5684814453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 7774 ÷ 214
    7774 ÷ 16384     		y = 0.4744873046875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5684814453125 × 2 - 1) × π
    0.136962890625 × 3.1415926535     		Λ = 0.43028161
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4744873046875 × 2 - 1) × π
    0.051025390625 × 3.1415926535     		Φ = 0.160300992329468
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.43028161} λ = 0.43028161}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.160300992329468))-π/2
    2×atan(1.17386414192578)-π/2
    2×0.865207585082862-π/2
    1.73041517016572-1.57079632675     		φ = 0.15961884
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.43028161} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 24.653320°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.15961884 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 9.145486°
  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 9314 KachelY 7774 0.43028161 0.15961884 24.653320 9.145486
    Oben rechts KachelX + 1 9315 KachelY 7774 0.43066511 0.15961884 24.675293 9.145486
    Unten links KachelX 9314 KachelY + 1 7775 0.43028161 0.15924021 24.653320 9.123792
    Unten rechts KachelX + 1 9315 KachelY + 1 7775 0.43066511 0.15924021 24.675293 9.123792
  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(0.15961884-0.15924021) × R
    0.000378630000000019 × 6371000     		dl = 2412.25173000012m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.15961884-0.15924021) × R
    0.000378630000000019 × 6371000     		dr = 2412.25173000012m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.43028161-0.43066511) × cos(0.15961884) × R
    0.000383500000000037 × 0.987287937388147 × 6371000     		do = 2412.21939073004m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.43028161-0.43066511) × cos(0.15924021) × R
    0.000383500000000037 × 0.987348046790498 × 6371000     		du = 2412.36625474045m
  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(0.15961884)-sin(0.15924021))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.987287937388147-0.987348046790498)×R²
    abs(0.43066511-0.43028161)×6.01094023512383e-05×R²
    0.000383500000000037×6.01094023512383e-05×6371000²
    0.000383500000000037×6.01094023512383e-05×40589641000000     		ar = 5819057.60442884m²