Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68034 / 43794
↖ ↑ ↗
← N 51.148341°
E  6.860962°		 ← 191.56 m → N 51.148341°
E  6.863708°		 →
↑
191.64 m
↓
↑
191.64 m
↓
N 51.146617°
E  6.860962°		 ← 191.56 m →
36 710 m²		 N 51.146617°
E  6.863708°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 68034 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43794 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.519062042236328 y=0.334125518798828 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.519062042236328 × 217)
    floor (0.519062042236328 × 131072)
    floor (68034.5)     		tx = 68034
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.334125518798828 × 217)
    floor (0.334125518798828 × 131072)
    floor (43794.5)     		ty = 43794
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68034 / 43794 ti = "17/68034/43794"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68034/43794.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68034 ÷ 217
    68034 ÷ 131072     		x = 0.519058227539062
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43794 ÷ 217
    43794 ÷ 131072     		y = 0.334121704101562
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.519058227539062 × 2 - 1) × π
    0.038116455078125 × 3.1415926535     		Λ = 0.11974638
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.334121704101562 × 2 - 1) × π
    0.331756591796875 × 3.1415926535     		Φ = 1.04224407153926
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.11974638} λ = 0.11974638}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.04224407153926))-π/2
    2×atan(2.83557310882985)-π/2
    2×1.23175163626775-π/2
    2.4635032725355-1.57079632675     		φ = 0.89270695
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.11974638} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 6.860962°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.89270695 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 51.148341°
  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 68034 KachelY 43794 0.11974638 0.89270695 6.860962 51.148341
    Oben rechts KachelX + 1 68035 KachelY 43794 0.11979431 0.89270695 6.863708 51.148341
    Unten links KachelX 68034 KachelY + 1 43795 0.11974638 0.89267687 6.860962 51.146617
    Unten rechts KachelX + 1 68035 KachelY + 1 43795 0.11979431 0.89267687 6.863708 51.146617
  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(0.89270695-0.89267687) × R
    3.00800000000434e-05 × 6371000     		dl = 191.639680000277m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.89270695-0.89267687) × R
    3.00800000000434e-05 × 6371000     		dr = 191.639680000277m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.11974638-0.11979431) × cos(0.89270695) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.627306228744102 × 6371000     		do = 191.55550344095m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.11974638-0.11979431) × cos(0.89267687) × R
    4.79300000000016e-05 × 0.627329653942677 × 6371000     		du = 191.56265660714m
  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(0.89270695)-sin(0.89267687))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.627306228744102-0.627329653942677)×R²
    abs(0.11979431-0.11974638)×2.34251985751222e-05×R²
    4.79300000000016e-05×2.34251985751222e-05×6371000²
    4.79300000000016e-05×2.34251985751222e-05×40589641000000     		ar = 36710.3207996853m²