Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 16420 / 49188
↖ ↑ ↗
← N 40.905210°
W134.901123°		 ← 230.84 m → N 40.905210°
W134.898376°		 →
↑
230.82 m
↓
↑
230.82 m
↓
N 40.903134°
W134.901123°		 ← 230.85 m →
53 283 m²		 N 40.903134°
W134.898376°
↙ ↓ ↘

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 16420 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 49188 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.125278472900391 y=0.375278472900391 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.125278472900391 × 217)
    floor (0.125278472900391 × 131072)
    floor (16420.5)     		tx = 16420
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.375278472900391 × 217)
    floor (0.375278472900391 × 131072)
    floor (49188.5)     		ty = 49188
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 16420 / 49188 ti = "17/16420/49188"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/16420/49188.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 16420 ÷ 217
    16420 ÷ 131072     		x = 0.125274658203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 49188 ÷ 217
    49188 ÷ 131072     		y = 0.375274658203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.125274658203125 × 2 - 1) × π
    -0.74945068359375 × 3.1415926535     		Λ = -2.35446876
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.375274658203125 × 2 - 1) × π
    0.24945068359375 × 3.1415926535     		Φ = 0.783672434988678
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.35446876} λ = -2.35446876}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.783672434988678))-π/2
    2×atan(2.18949830911409)-π/2
    2×1.14236345860705-π/2
    2.2847269172141-1.57079632675     		φ = 0.71393059
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.35446876} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -134.901123°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.71393059 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 40.905210°
  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 16420 KachelY 49188 -2.35446876 0.71393059 -134.901123 40.905210
    Oben rechts KachelX + 1 16421 KachelY 49188 -2.35442082 0.71393059 -134.898376 40.905210
    Unten links KachelX 16420 KachelY + 1 49189 -2.35446876 0.71389436 -134.901123 40.903134
    Unten rechts KachelX + 1 16421 KachelY + 1 49189 -2.35442082 0.71389436 -134.898376 40.903134
  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(0.71393059-0.71389436) × R
    3.62300000000815e-05 × 6371000     		dl = 230.821330000519m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.71393059-0.71389436) × R
    3.62300000000815e-05 × 6371000     		dr = 230.821330000519m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.35446876--2.35442082) × cos(0.71393059) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.755793933122978 × 6371000     		do = 230.838921311445m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.35446876--2.35442082) × cos(0.71389436) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.755817656376492 × 6371000     		du = 230.846167003704m
  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(0.71393059)-sin(0.71389436))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.755793933122978-0.755817656376492)×R²
    abs(-2.35442082--2.35446876)×2.37232535130749e-05×R²
    4.79399999999686e-05×2.37232535130749e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×2.37232535130749e-05×40589641000000     		ar = 53283.3830688399m²