Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 8330 / 5514
↖ ↑ ↗
← N 50.597186°
E  3.032227°		 ← 1 550.88 m → N 50.597186°
E  3.054199°		 →
↑
1 551.08 m
↓
↑
1 551.08 m
↓
N 50.583237°
E  3.032227°		 ← 1 551.34 m →
2 405 894 m²		 N 50.583237°
E  3.054199°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 8330 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5514 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.508453369140625 y=0.336578369140625 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.508453369140625 × 214)
    floor (0.508453369140625 × 16384)
    floor (8330.5)     		tx = 8330
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.336578369140625 × 214)
    floor (0.336578369140625 × 16384)
    floor (5514.5)     		ty = 5514
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 8330 / 5514 ti = "14/8330/5514"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/8330/5514.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 8330 ÷ 214
    8330 ÷ 16384     		x = 0.5084228515625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5514 ÷ 214
    5514 ÷ 16384     		y = 0.3365478515625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5084228515625 × 2 - 1) × π
    0.016845703125 × 3.1415926535     		Λ = 0.05292234
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.3365478515625 × 2 - 1) × π
    0.326904296875 × 3.1415926535     		Φ = 1.02700013746008
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.05292234} λ = 0.05292234}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.02700013746008))-π/2
    2×atan(2.79267561327728)-π/2
    2×1.22694190937237-π/2
    2.45388381874475-1.57079632675     		φ = 0.88308749
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.05292234} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 3.032227°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.88308749 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.597186°
  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 8330 KachelY 5514 0.05292234 0.88308749 3.032227 50.597186
    Oben rechts KachelX + 1 8331 KachelY 5514 0.05330583 0.88308749 3.054199 50.597186
    Unten links KachelX 8330 KachelY + 1 5515 0.05292234 0.88284403 3.032227 50.583237
    Unten rechts KachelX + 1 8331 KachelY + 1 5515 0.05330583 0.88284403 3.054199 50.583237
  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(0.88308749-0.88284403) × R
    0.000243459999999973 × 6371000     		dl = 1551.08365999983m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.88308749-0.88284403) × R
    0.000243459999999973 × 6371000     		dr = 1551.08365999983m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.05292234-0.05330583) × cos(0.88308749) × R
    0.00038349 × 0.634768462548737 × 6371000     		do = 1550.87569592464m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.05292234-0.05330583) × cos(0.88284403) × R
    0.00038349 × 0.634956565860937 × 6371000     		du = 1551.33527271905m
  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(0.88308749)-sin(0.88284403))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.634768462548737-0.634956565860937)×R²
    abs(0.05330583-0.05292234)×0.000188103312200649×R²
    0.00038349×0.000188103312200649×6371000²
    0.00038349×0.000188103312200649×40589641000000     		ar = 2405894.38355183m²