Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 967 / 638
↖ ↑ ↗
← N 55.973798°
W 10.019531°		 ← 10.937 km → N 55.973798°
W  9.843750°		 →
↑
10.951 km
↓
↑
10.951 km
↓
N 55.875311°
W 10.019531°		 ← 10.965 km →
119.931 km²		 N 55.875311°
W  9.843750°
↙ ↓ ↘

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 967 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 638 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.472412109375 y=0.311767578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.472412109375 × 211)
    floor (0.472412109375 × 2048)
    floor (967.5)     		tx = 967
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.311767578125 × 211)
    floor (0.311767578125 × 2048)
    floor (638.5)     		ty = 638
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 967 / 638 ti = "11/967/638"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/967/638.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 967 ÷ 211
    967 ÷ 2048     		x = 0.47216796875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 638 ÷ 211
    638 ÷ 2048     		y = 0.3115234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.47216796875 × 2 - 1) × π
    -0.0556640625 × 3.1415926535     		Λ = -0.17487381
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3115234375 × 2 - 1) × π
    0.376953125 × 3.1415926535     		Φ = 1.18423316821387
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.17487381} λ = -0.17487381}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.18423316821387))-π/2
    2×atan(3.26817971623561)-π/2
    2×1.27386170015072-π/2
    2.54772340030143-1.57079632675     		φ = 0.97692707
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.17487381} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -10.019531°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.97692707 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 55.973798°
  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 967 KachelY 638 -0.17487381 0.97692707 -10.019531 55.973798
    Oben rechts KachelX + 1 968 KachelY 638 -0.17180585 0.97692707 -9.843750 55.973798
    Unten links KachelX 967 KachelY + 1 639 -0.17487381 0.97520814 -10.019531 55.875311
    Unten rechts KachelX + 1 968 KachelY + 1 639 -0.17180585 0.97520814 -9.843750 55.875311
  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(0.97692707-0.97520814) × R
    0.00171893000000001 × 6371000     		dl = 10951.30303m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.97692707-0.97520814) × R
    0.00171893000000001 × 6371000     		dr = 10951.30303m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.17487381--0.17180585) × cos(0.97692707) × R
    0.00306795999999998 × 0.559571973082755 × 6371000     		do = 10937.3787669637m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.17487381--0.17180585) × cos(0.97520814) × R
    0.00306795999999998 × 0.560995763524048 × 6371000     		du = 10965.2081367147m
  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(0.97692707)-sin(0.97520814))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.559571973082755-0.560995763524048)×R²
    abs(-0.17180585--0.17487381)×0.00142379044129315×R²
    0.00306795999999998×0.00142379044129315×6371000²
    0.00306795999999998×0.00142379044129315×40589641000000     		ar = 119930962.691741m²