Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 34176 / 22144
↖ ↑ ↗
← N 50.289339°
E  7.734375°		 ← 390.24 m → N 50.289339°
E  7.739868°		 →
↑
390.29 m
↓
↑
390.29 m
↓
N 50.285829°
E  7.734375°		 ← 390.27 m →
152 311 m²		 N 50.285829°
E  7.739868°
↙ ↓ ↘

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 34176 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 22144 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.521492004394531 y=0.337898254394531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.521492004394531 × 216)
    floor (0.521492004394531 × 65536)
    floor (34176.5)     		tx = 34176
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.337898254394531 × 216)
    floor (0.337898254394531 × 65536)
    floor (22144.5)     		ty = 22144
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 34176 / 22144 ti = "16/34176/22144"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/34176/22144.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 34176 ÷ 216
    34176 ÷ 65536     		x = 0.521484375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 22144 ÷ 216
    22144 ÷ 65536     		y = 0.337890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.521484375 × 2 - 1) × π
    0.04296875 × 3.1415926535     		Λ = 0.13499031
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.337890625 × 2 - 1) × π
    0.32421875 × 3.1415926535     		Φ = 1.01856324312695
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.13499031} λ = 0.13499031}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.01856324312695))-π/2
    2×atan(2.76921321826836)-π/2
    2×1.22425543769933-π/2
    2.44851087539866-1.57079632675     		φ = 0.87771455
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.13499031} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 7.734375°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.87771455 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 50.289339°
  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 34176 KachelY 22144 0.13499031 0.87771455 7.734375 50.289339
    Oben rechts KachelX + 1 34177 KachelY 22144 0.13508618 0.87771455 7.739868 50.289339
    Unten links KachelX 34176 KachelY + 1 22145 0.13499031 0.87765329 7.734375 50.285829
    Unten rechts KachelX + 1 34177 KachelY + 1 22145 0.13508618 0.87765329 7.739868 50.285829
  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(0.87771455-0.87765329) × R
    6.12599999999519e-05 × 6371000     		dl = 390.287459999694m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.87771455-0.87765329) × R
    6.12599999999519e-05 × 6371000     		dr = 390.287459999694m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.13499031-0.13508618) × cos(0.87771455) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.638910963826672 × 6371000     		do = 390.239002824235m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.13499031-0.13508618) × cos(0.87765329) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.638958088762876 × 6371000     		du = 390.26778615893m
  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(0.87771455)-sin(0.87765329))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.638910963826672-0.638958088762876)×R²
    abs(0.13508618-0.13499031)×4.7124936203069e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.7124936203069e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.7124936203069e-05×40589641000000     		ar = 152311.00613982m²