Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 16648 / 16136
↖ ↑ ↗
← N  2.723583°
E  2.900391°		 ← 1 220.20 m → N  2.723583°
E  2.911377°		 →
↑
1 220.24 m
↓
↑
1 220.24 m
↓
N  2.712609°
E  2.900391°		 ← 1 220.21 m →
1 488 935 m²		 N  2.712609°
E  2.911377°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 16648 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 16136 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.508071899414062 y=0.492446899414062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.508071899414062 × 215)
    floor (0.508071899414062 × 32768)
    floor (16648.5)     		tx = 16648
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.492446899414062 × 215)
    floor (0.492446899414062 × 32768)
    floor (16136.5)     		ty = 16136
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 16648 / 16136 ti = "15/16648/16136"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/16648/16136.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16648 ÷ 215
    16648 ÷ 32768     		x = 0.508056640625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 16136 ÷ 215
    16136 ÷ 32768     		y = 0.492431640625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.508056640625 × 2 - 1) × π
    0.01611328125 × 3.1415926535     		Λ = 0.05062137
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.492431640625 × 2 - 1) × π
    0.01513671875 × 3.1415926535     		Φ = 0.0475534044230957
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05062137} λ = 0.05062137}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.0475534044230957))-π/2
    2×atan(1.0487022049621)-π/2
    2×0.809165909524794-π/2
    1.61833181904959-1.57079632675     		φ = 0.04753549
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05062137} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 2.900391°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.04753549 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 2.723583°
  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 16648 KachelY 16136 0.05062137 0.04753549 2.900391 2.723583
    Oben rechts KachelX + 1 16649 KachelY 16136 0.05081311 0.04753549 2.911377 2.723583
    Unten links KachelX 16648 KachelY + 1 16137 0.05062137 0.04734396 2.900391 2.712609
    Unten rechts KachelX + 1 16649 KachelY + 1 16137 0.05081311 0.04734396 2.911377 2.712609
  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(0.04753549-0.04734396) × R
    0.000191530000000002 × 6371000     		dl = 1220.23763000001m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.04753549-0.04734396) × R
    0.000191530000000002 × 6371000     		dr = 1220.23763000001m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05062137-0.05081311) × cos(0.04753549) × R
    0.000191740000000003 × 0.998870401324842 × 6371000     		do = 1220.19564988843m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05062137-0.05081311) × cos(0.04734396) × R
    0.000191740000000003 × 0.998879484047643 × 6371000     		du = 1220.20674512044m
  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(0.04753549)-sin(0.04734396))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.998870401324842-0.998879484047643)×R²
    abs(0.05081311-0.05062137)×9.08272280109035e-06×R²
    0.000191740000000003×9.08272280109035e-06×6371000²
    0.000191740000000003×9.08272280109035e-06×40589641000000     		ar = 1488935.42191763m²