Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2112 / 1344
↖ ↑ ↗
← N 52.482780°
E  5.625000°		 ← 5 951.75 m → N 52.482780°
E  5.712891°		 →
↑
5 955.42 m
↓
↑
5 955.42 m
↓
N 52.429222°
E  5.625000°		 ← 5 958.99 m →
35 466 724 m²		 N 52.429222°
E  5.712891°
↙ ↓ ↘

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 2112 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1344 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.5157470703125 y=0.3282470703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.5157470703125 × 212)
    floor (0.5157470703125 × 4096)
    floor (2112.5)     		tx = 2112
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.3282470703125 × 212)
    floor (0.3282470703125 × 4096)
    floor (1344.5)     		ty = 1344
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2112 / 1344 ti = "12/2112/1344"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2112/1344.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2112 ÷ 212
    2112 ÷ 4096     		x = 0.515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1344 ÷ 212
    1344 ÷ 4096     		y = 0.328125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.515625 × 2 - 1) × π
    0.03125 × 3.1415926535     		Λ = 0.09817477
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.328125 × 2 - 1) × π
    0.34375 × 3.1415926535     		Φ = 1.07992247464063
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.09817477} λ = 0.09817477}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.07992247464063))-π/2
    2×atan(2.94445127257388)-π/2
    2×1.24339682112596-π/2
    2.48679364225192-1.57079632675     		φ = 0.91599732
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.09817477} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 5.625000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.91599732 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 52.482780°
  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 2112 KachelY 1344 0.09817477 0.91599732 5.625000 52.482780
    Oben rechts KachelX + 1 2113 KachelY 1344 0.09970875 0.91599732 5.712891 52.482780
    Unten links KachelX 2112 KachelY + 1 1345 0.09817477 0.91506255 5.625000 52.429222
    Unten rechts KachelX + 1 2113 KachelY + 1 1345 0.09970875 0.91506255 5.712891 52.429222
  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(0.91599732-0.91506255) × R
    0.000934769999999974 × 6371000     		dl = 5955.41966999983m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.91599732-0.91506255) × R
    0.000934769999999974 × 6371000     		dr = 5955.41966999983m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.09817477-0.09970875) × cos(0.91599732) × R
    0.00153398 × 0.608999833781129 × 6371000     		do = 5951.74720276522m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.09817477-0.09970875) × cos(0.91506255) × R
    0.00153398 × 0.60974099944977 × 6371000     		du = 5958.9906048984m
  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(0.91599732)-sin(0.91506255))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.608999833781129-0.60974099944977)×R²
    abs(0.09970875-0.09817477)×0.000741165668640908×R²
    0.00153398×0.000741165668640908×6371000²
    0.00153398×0.000741165668640908×40589641000000     		ar = 35466723.6945382m²