Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9948 / 10332
↖ ↑ ↗
← S 42.488302°
E 38.583985°		 ← 1 801.66 m → S 42.488302°
E 38.605957°		 →
↑
1 801.46 m
↓
↑
1 801.46 m
↓
S 42.504503°
E 38.583985°		 ← 1 801.20 m →
3 245 212 m²		 S 42.504503°
E 38.605957°
↙ ↓ ↘

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 9948 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 10332 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.607208251953125 y=0.630645751953125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.607208251953125 × 214)
    floor (0.607208251953125 × 16384)
    floor (9948.5)     		tx = 9948
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.630645751953125 × 214)
    floor (0.630645751953125 × 16384)
    floor (10332.5)     		ty = 10332
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9948 / 10332 ti = "14/9948/10332"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9948/10332.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9948 ÷ 214
    9948 ÷ 16384     		x = 0.607177734375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 10332 ÷ 214
    10332 ÷ 16384     		y = 0.630615234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.607177734375 × 2 - 1) × π
    0.21435546875 × 3.1415926535     		Λ = 0.67341757
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.630615234375 × 2 - 1) × π
    -0.26123046875 × 3.1415926535     		Φ = -0.820679721495361
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.67341757} λ = 0.67341757}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.820679721495361))-π/2
    2×atan(0.440132385364551)-π/2
    2×0.414617781843255-π/2
    0.82923556368651-1.57079632675     		φ = -0.74156076
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.67341757} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 38.583985°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.74156076 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -42.488302°
  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 9948 KachelY 10332 0.67341757 -0.74156076 38.583985 -42.488302
    Oben rechts KachelX + 1 9949 KachelY 10332 0.67380106 -0.74156076 38.605957 -42.488302
    Unten links KachelX 9948 KachelY + 1 10333 0.67341757 -0.74184352 38.583985 -42.504503
    Unten rechts KachelX + 1 9949 KachelY + 1 10333 0.67380106 -0.74184352 38.605957 -42.504503
  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(-0.74156076--0.74184352) × R
    0.000282759999999938 × 6371000     		dl = 1801.4639599996m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.74156076--0.74184352) × R
    0.000282759999999938 × 6371000     		dr = 1801.4639599996m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.67341757-0.67380106) × cos(-0.74156076) × R
    0.000383489999999931 × 0.737415258111804 × 6371000     		do = 1801.6638649901m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.67341757-0.67380106) × cos(-0.74184352) × R
    0.000383489999999931 × 0.73722424131614 × 6371000     		du = 1801.1971699298m
  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(-0.74156076)-sin(-0.74184352))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.737415258111804-0.73722424131614)×R²
    abs(0.67380106-0.67341757)×0.000191016795664356×R²
    0.000383489999999931×0.000191016795664356×6371000²
    0.000383489999999931×0.000191016795664356×40589641000000     		ar = 3245212.1752697m²