Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 69648 / 45072
↖ ↑ ↗
← N 48.893615°
E 11.293945°		 ← 200.80 m → N 48.893615°
E 11.296692°		 →
↑
200.81 m
↓
↑
200.81 m
↓
N 48.891809°
E 11.293945°		 ← 200.81 m →
40 325 m²		 N 48.891809°
E 11.296692°
↙ ↓ ↘

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 69648 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 45072 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.531375885009766 y=0.343875885009766 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.531375885009766 × 217)
    floor (0.531375885009766 × 131072)
    floor (69648.5)     		tx = 69648
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.343875885009766 × 217)
    floor (0.343875885009766 × 131072)
    floor (45072.5)     		ty = 45072
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 69648 / 45072 ti = "17/69648/45072"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/69648/45072.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 69648 ÷ 217
    69648 ÷ 131072     		x = 0.5313720703125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 45072 ÷ 217
    45072 ÷ 131072     		y = 0.3438720703125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5313720703125 × 2 - 1) × π
    0.062744140625 × 3.1415926535     		Λ = 0.19711653
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3438720703125 × 2 - 1) × π
    0.312255859375 × 3.1415926535     		Φ = 0.980980713824829
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.19711653} λ = 0.19711653}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.980980713824829))-π/2
    2×atan(2.66707059275699)-π/2
    2×1.21207544901898-π/2
    2.42415089803797-1.57079632675     		φ = 0.85335457
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.19711653} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 11.293945°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.85335457 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 48.893615°
  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 69648 KachelY 45072 0.19711653 0.85335457 11.293945 48.893615
    Oben rechts KachelX + 1 69649 KachelY 45072 0.19716447 0.85335457 11.296692 48.893615
    Unten links KachelX 69648 KachelY + 1 45073 0.19711653 0.85332305 11.293945 48.891809
    Unten rechts KachelX + 1 69649 KachelY + 1 45073 0.19716447 0.85332305 11.296692 48.891809
  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(0.85335457-0.85332305) × R
    3.15200000000626e-05 × 6371000     		dl = 200.813920000399m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.85335457-0.85332305) × R
    3.15200000000626e-05 × 6371000     		dr = 200.813920000399m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.19711653-0.19716447) × cos(0.85335457) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.657459214465196 × 6371000     		do = 200.804967097836m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.19711653-0.19716447) × cos(0.85332305) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.657482964147604 × 6371000     		du = 200.81222086216m
  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(0.85335457)-sin(0.85332305))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.657459214465196-0.657482964147604)×R²
    abs(0.19716447-0.19711653)×2.37496824084804e-05×R²
    4.79399999999963e-05×2.37496824084804e-05×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.37496824084804e-05×40589641000000     		ar = 40325.160930276m²