Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 34014 / 21894
↖ ↑ ↗
← N 51.158677°
E  6.844482°		 ← 383.11 m → N 51.158677°
E  6.849976°		 →
↑
383.09 m
↓
↑
383.09 m
↓
N 51.155232°
E  6.844482°		 ← 383.13 m →
146 769 m²		 N 51.155232°
E  6.849976°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 34014 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 21894 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.519020080566406 y=0.334083557128906 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.519020080566406 × 216)
    floor (0.519020080566406 × 65536)
    floor (34014.5)     		tx = 34014
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.334083557128906 × 216)
    floor (0.334083557128906 × 65536)
    floor (21894.5)     		ty = 21894
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 34014 / 21894 ti = "16/34014/21894"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/34014/21894.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 34014 ÷ 216
    34014 ÷ 65536     		x = 0.519012451171875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 21894 ÷ 216
    21894 ÷ 65536     		y = 0.334075927734375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.519012451171875 × 2 - 1) × π
    0.03802490234375 × 3.1415926535     		Λ = 0.11945875
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.334075927734375 × 2 - 1) × π
    0.33184814453125 × 3.1415926535     		Φ = 1.04253169293698
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.11945875} λ = 0.11945875}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.04253169293698))-π/2
    2×atan(2.83638879762991)-π/2
    2×1.23184183951212-π/2
    2.46368367902425-1.57079632675     		φ = 0.89288735
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.11945875} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 6.844482°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.89288735 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 51.158677°
  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 34014 KachelY 21894 0.11945875 0.89288735 6.844482 51.158677
    Oben rechts KachelX + 1 34015 KachelY 21894 0.11955463 0.89288735 6.849976 51.158677
    Unten links KachelX 34014 KachelY + 1 21895 0.11945875 0.89282722 6.844482 51.155232
    Unten rechts KachelX + 1 34015 KachelY + 1 21895 0.11955463 0.89282722 6.849976 51.155232
  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(0.89288735-0.89282722) × R
    6.01299999999361e-05 × 6371000     		dl = 383.088229999593m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.89288735-0.89282722) × R
    6.01299999999361e-05 × 6371000     		dr = 383.088229999593m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.11945875-0.11955463) × cos(0.89288735) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.627165727944857 × 6371000     		do = 383.105113120364m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.11945875-0.11955463) × cos(0.89282722) × R
    9.58799999999926e-05 × 0.627212561216513 × 6371000     		du = 383.133721293668m
  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(0.89288735)-sin(0.89282722))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.627165727944857-0.627212561216513)×R²
    abs(0.11955463-0.11945875)×4.68332716558884e-05×R²
    9.58799999999926e-05×4.68332716558884e-05×6371000²
    9.58799999999926e-05×4.68332716558884e-05×40589641000000     		ar = 146768.539460382m²