Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 7940 / 5892
↖ ↑ ↗
← N 45.026951°
W  5.537109°		 ← 1 726.85 m → N 45.026951°
W  5.515136°		 →
↑
1 727.05 m
↓
↑
1 727.05 m
↓
N 45.011419°
W  5.537109°		 ← 1 727.31 m →
2 982 755 m²		 N 45.011419°
W  5.515136°
↙ ↓ ↘

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 7940 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5892 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.484649658203125 y=0.359649658203125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.484649658203125 × 214)
    floor (0.484649658203125 × 16384)
    floor (7940.5)     		tx = 7940
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.359649658203125 × 214)
    floor (0.359649658203125 × 16384)
    floor (5892.5)     		ty = 5892
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 7940 / 5892 ti = "14/7940/5892"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/7940/5892.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 7940 ÷ 214
    7940 ÷ 16384     		x = 0.484619140625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5892 ÷ 214
    5892 ÷ 16384     		y = 0.359619140625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.484619140625 × 2 - 1) × π
    -0.03076171875 × 3.1415926535     		Λ = -0.09664079
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.359619140625 × 2 - 1) × π
    0.28076171875 × 3.1415926535     		Φ = 0.882038953009033
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.09664079} λ = -0.09664079}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.882038953009033))-π/2
    2×atan(2.41582043248794)-π/2
    2×1.17833243215876-π/2
    2.35666486431752-1.57079632675     		φ = 0.78586854
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.09664079} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -5.537109°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.78586854 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 45.026951°
  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 7940 KachelY 5892 -0.09664079 0.78586854 -5.537109 45.026951
    Oben rechts KachelX + 1 7941 KachelY 5892 -0.09625729 0.78586854 -5.515136 45.026951
    Unten links KachelX 7940 KachelY + 1 5893 -0.09664079 0.78559746 -5.537109 45.011419
    Unten rechts KachelX + 1 7941 KachelY + 1 5893 -0.09625729 0.78559746 -5.515136 45.011419
  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(0.78586854-0.78559746) × R
    0.000271079999999979 × 6371000     		dl = 1727.05067999987m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.78586854-0.78559746) × R
    0.000271079999999979 × 6371000     		dr = 1727.05067999987m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.09664079--0.09625729) × cos(0.78586854) × R
    0.000383500000000009 × 0.706774096488284 × 6371000     		do = 1726.84595430679m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.09664079--0.09625729) × cos(0.78559746) × R
    0.000383500000000009 × 0.706965843165514 × 6371000     		du = 1727.31444484071m
  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(0.78586854)-sin(0.78559746))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.706774096488284-0.706965843165514)×R²
    abs(-0.09625729--0.09664079)×0.000191746677229543×R²
    0.000383500000000009×0.000191746677229543×6371000²
    0.000383500000000009×0.000191746677229543×40589641000000     		ar = 2982755.05135526m²