Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68096 / 64000
↖ ↑ ↗
← N  4.214943°
E  7.031250°		 ← 304.60 m → N  4.214943°
E  7.033997°		 →
↑
304.60 m
↓
↑
304.60 m
↓
N  4.212204°
E  7.031250°		 ← 304.60 m →
92 780 m²		 N  4.212204°
E  7.033997°
↙ ↓ ↘

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 68096 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 64000 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.519535064697266 y=0.488285064697266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.519535064697266 × 217)
    floor (0.519535064697266 × 131072)
    floor (68096.5)     		tx = 68096
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.488285064697266 × 217)
    floor (0.488285064697266 × 131072)
    floor (64000.5)     		ty = 64000
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68096 / 64000 ti = "17/68096/64000"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68096/64000.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68096 ÷ 217
    68096 ÷ 131072     		x = 0.51953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 64000 ÷ 217
    64000 ÷ 131072     		y = 0.48828125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.51953125 × 2 - 1) × π
    0.0390625 × 3.1415926535     		Λ = 0.12271846
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.48828125 × 2 - 1) × π
    0.0234375 × 3.1415926535     		Φ = 0.0736310778164063
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.12271846} λ = 0.12271846}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.0736310778164063))-π/2
    2×atan(1.07640962084785)-π/2
    2×0.822180481197209-π/2
    1.64436096239442-1.57079632675     		φ = 0.07356464
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.12271846} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 7.031250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.07356464 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 4.214943°
  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 68096 KachelY 64000 0.12271846 0.07356464 7.031250 4.214943
    Oben rechts KachelX + 1 68097 KachelY 64000 0.12276640 0.07356464 7.033997 4.214943
    Unten links KachelX 68096 KachelY + 1 64001 0.12271846 0.07351683 7.031250 4.212204
    Unten rechts KachelX + 1 68097 KachelY + 1 64001 0.12276640 0.07351683 7.033997 4.212204
  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(0.07356464-0.07351683) × R
    4.78099999999954e-05 × 6371000     		dl = 304.59750999997m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.07356464-0.07351683) × R
    4.78099999999954e-05 × 6371000     		dr = 304.59750999997m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.12271846-0.12276640) × cos(0.07356464) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.9972953419468 × 6371000     		do = 304.599667812631m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.12271846-0.12276640) × cos(0.07351683) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.997298854760984 × 6371000     		du = 304.600740716503m
  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(0.07356464)-sin(0.07351683))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.9972953419468-0.997298854760984)×R²
    abs(0.12276640-0.12271846)×3.51281418420335e-06×R²
    4.79399999999963e-05×3.51281418420335e-06×6371000²
    4.79399999999963e-05×3.51281418420335e-06×40589641000000     		ar = 92780.4637821544m²