Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3114 / 5162
↖ ↑ ↗
← S 42.358544°
W 43.154297°		 ← 3 610.84 m → S 42.358544°
W 43.110352°		 →
↑
3 609.87 m
↓
↑
3 609.87 m
↓
S 42.391008°
W 43.154297°		 ← 3 608.97 m →
13 031 304 m²		 S 42.391008°
W 43.110352°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3114 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5162 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.38018798828125 y=0.63018798828125 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.38018798828125 × 213)
    floor (0.38018798828125 × 8192)
    floor (3114.5)     		tx = 3114
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.63018798828125 × 213)
    floor (0.63018798828125 × 8192)
    floor (5162.5)     		ty = 5162
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3114 / 5162 ti = "13/3114/5162"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3114/5162.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3114 ÷ 213
    3114 ÷ 8192     		x = 0.380126953125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5162 ÷ 213
    5162 ÷ 8192     		y = 0.630126953125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.380126953125 × 2 - 1) × π
    -0.23974609375 × 3.1415926535     		Λ = -0.75318457
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.630126953125 × 2 - 1) × π
    -0.26025390625 × 3.1415926535     		Φ = -0.817611759919678
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.75318457} λ = -0.75318457}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.817611759919678))-π/2
    2×atan(0.441484768079403)-π/2
    2×0.415750134550612-π/2
    0.831500269101224-1.57079632675     		φ = -0.73929606
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.75318457} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -43.154297°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.73929606 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -42.358544°
  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 3114 KachelY 5162 -0.75318457 -0.73929606 -43.154297 -42.358544
    Oben rechts KachelX + 1 3115 KachelY 5162 -0.75241758 -0.73929606 -43.110352 -42.358544
    Unten links KachelX 3114 KachelY + 1 5163 -0.75318457 -0.73986267 -43.154297 -42.391008
    Unten rechts KachelX + 1 3115 KachelY + 1 5163 -0.75241758 -0.73986267 -43.110352 -42.391008
  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(-0.73929606--0.73986267) × R
    0.000566609999999912 × 6371000     		dl = 3609.87230999944m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.73929606--0.73986267) × R
    0.000566609999999912 × 6371000     		dr = 3609.87230999944m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.75318457--0.75241758) × cos(-0.73929606) × R
    0.000766990000000023 × 0.738943033955681 × 6371000     		do = 3610.84017711678m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.75318457--0.75241758) × cos(-0.73986267) × R
    0.000766990000000023 × 0.738561151724616 × 6371000     		du = 3608.97411215712m
  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(-0.73929606)-sin(-0.73986267))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.738943033955681-0.738561151724616)×R²
    abs(-0.75241758--0.75318457)×0.00038188223106439×R²
    0.000766990000000023×0.00038188223106439×6371000²
    0.000766990000000023×0.00038188223106439×40589641000000     		ar = 13031304.191734m²