Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 25617 / 42000
↖ ↑ ↗
← S 45.151053°
W 39.281616°		 ← 430.80 m → S 45.151053°
W 39.276123°		 →
↑
430.74 m
↓
↑
430.74 m
↓
S 45.154927°
W 39.281616°		 ← 430.77 m →
185 557 m²		 S 45.154927°
W 39.276123°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 25617 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42000 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.390892028808594 y=0.640876770019531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.390892028808594 × 216)
    floor (0.390892028808594 × 65536)
    floor (25617.5)     		tx = 25617
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.640876770019531 × 216)
    floor (0.640876770019531 × 65536)
    floor (42000.5)     		ty = 42000
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 25617 / 42000 ti = "16/25617/42000"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/25617/42000.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 25617 ÷ 216
    25617 ÷ 65536     		x = 0.390884399414062
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42000 ÷ 216
    42000 ÷ 65536     		y = 0.640869140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.390884399414062 × 2 - 1) × π
    -0.218231201171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.68559354
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.640869140625 × 2 - 1) × π
    -0.28173828125 × 3.1415926535     		Φ = -0.885106914584717
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.68559354} λ = -0.68559354}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.885106914584717))-π/2
    2×atan(0.412670050473335)-π/2
    2×0.39138089329266-π/2
    0.782761786585319-1.57079632675     		φ = -0.78803454
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.68559354} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -39.281616°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.78803454 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -45.151053°
  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 25617 KachelY 42000 -0.68559354 -0.78803454 -39.281616 -45.151053
    Oben rechts KachelX + 1 25618 KachelY 42000 -0.68549766 -0.78803454 -39.276123 -45.151053
    Unten links KachelX 25617 KachelY + 1 42001 -0.68559354 -0.78810215 -39.281616 -45.154927
    Unten rechts KachelX + 1 25618 KachelY + 1 42001 -0.68549766 -0.78810215 -39.276123 -45.154927
  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(-0.78803454--0.78810215) × R
    6.76099999999957e-05 × 6371000     		dl = 430.743309999973m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.78803454--0.78810215) × R
    6.76099999999957e-05 × 6371000     		dr = 430.743309999973m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.68559354--0.68549766) × cos(-0.78803454) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.705240126207726 × 6371000     		do = 430.796974849094m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.68559354--0.68549766) × cos(-0.78810215) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.705192191234163 × 6371000     		du = 430.767693699549m
  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(-0.78803454)-sin(-0.78810215))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.705240126207726-0.705192191234163)×R²
    abs(-0.68549766--0.68559354)×4.79349735634793e-05×R²
    9.58799999999371e-05×4.79349735634793e-05×6371000²
    9.58799999999371e-05×4.79349735634793e-05×40589641000000     		ar = 185556.608625818m²