Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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10 / 500 / 308
↖ ↑ ↗
← N 58.077876°
W  4.218750°		 ← 20.671 km → N 58.077876°
W  3.867187°		 →
↑
20.724 km
↓
↑
20.724 km
↓
N 57.891497°
W  4.218750°		 ← 20.778 km →
429.501 km²		 N 57.891497°
W  3.867187°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 10 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 500 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 308 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.48876953125 y=0.30126953125 und der Vergrößerungsstufe zoom=10 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.48876953125 × 210)
    floor (0.48876953125 × 1024)
    floor (500.5)     		tx = 500
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.30126953125 × 210)
    floor (0.30126953125 × 1024)
    floor (308.5)     		ty = 308
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 10 / 500 / 308 ti = "10/500/308"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/10/500/308.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 500 ÷ 210
    500 ÷ 1024     		x = 0.48828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 308 ÷ 210
    308 ÷ 1024     		y = 0.30078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.48828125 × 2 - 1) × π
    -0.0234375 × 3.1415926535     		Λ = -0.07363108
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.30078125 × 2 - 1) × π
    0.3984375 × 3.1415926535     		Φ = 1.25172832287891
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.07363108} λ = -0.07363108}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.25172832287891))-π/2
    2×atan(3.49638061305668)-π/2
    2×1.29222324510814-π/2
    2.58444649021628-1.57079632675     		φ = 1.01365016
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.07363108} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -4.218750°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.01365016 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 58.077876°
  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 500 KachelY 308 -0.07363108 1.01365016 -4.218750 58.077876
    Oben rechts KachelX + 1 501 KachelY 308 -0.06749515 1.01365016 -3.867187 58.077876
    Unten links KachelX 500 KachelY + 1 309 -0.07363108 1.01039724 -4.218750 57.891497
    Unten rechts KachelX + 1 501 KachelY + 1 309 -0.06749515 1.01039724 -3.867187 57.891497
  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(1.01365016-1.01039724) × R
    0.00325291999999999 × 6371000     		dl = 20724.35332m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.01365016-1.01039724) × R
    0.00325291999999999 × 6371000     		dr = 20724.35332m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.07363108--0.06749515) × cos(1.01365016) × R
    0.00613593 × 0.528766113348559 × 6371000     		do = 20670.530206546m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.07363108--0.06749515) × cos(1.01039724) × R
    0.00613593 × 0.531524283937538 × 6371000     		du = 20778.3526388748m
  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(1.01365016)-sin(1.01039724))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.528766113348559-0.531524283937538)×R²
    abs(-0.06749515--0.07363108)×0.00275817058897865×R²
    0.00613593×0.00275817058897865×6371000²
    0.00613593×0.00275817058897865×40589641000000     		ar = 429501025.133964m²