Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9232 / 7184
↖ ↑ ↗
← N 21.616579°
E 22.851562°		 ← 2 271.44 m → N 21.616579°
E 22.873535°		 →
↑
2 271.58 m
↓
↑
2 271.58 m
↓
N 21.596150°
E 22.851562°		 ← 2 271.76 m →
5 160 128 m²		 N 21.596150°
E 22.873535°
↙ ↓ ↘

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 9232 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 7184 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.563507080078125 y=0.438507080078125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.563507080078125 × 214)
    floor (0.563507080078125 × 16384)
    floor (9232.5)     		tx = 9232
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.438507080078125 × 214)
    floor (0.438507080078125 × 16384)
    floor (7184.5)     		ty = 7184
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9232 / 7184 ti = "14/9232/7184"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9232/7184.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9232 ÷ 214
    9232 ÷ 16384     		x = 0.5634765625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 7184 ÷ 214
    7184 ÷ 16384     		y = 0.4384765625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5634765625 × 2 - 1) × π
    0.126953125 × 3.1415926535     		Λ = 0.39883500
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.4384765625 × 2 - 1) × π
    0.123046875 × 3.1415926535     		Φ = 0.386563158536133
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.39883500} λ = 0.39883500}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.386563158536133))-π/2
    2×atan(1.47191335802372)-π/2
    2×0.97403840461466-π/2
    1.94807680922932-1.57079632675     		φ = 0.37728048
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.39883500} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 22.851562°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.37728048 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 21.616579°
  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 9232 KachelY 7184 0.39883500 0.37728048 22.851562 21.616579
    Oben rechts KachelX + 1 9233 KachelY 7184 0.39921850 0.37728048 22.873535 21.616579
    Unten links KachelX 9232 KachelY + 1 7185 0.39883500 0.37692393 22.851562 21.596150
    Unten rechts KachelX + 1 9233 KachelY + 1 7185 0.39921850 0.37692393 22.873535 21.596150
  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(0.37728048-0.37692393) × R
    0.000356549999999956 × 6371000     		dl = 2271.58004999972m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.37728048-0.37692393) × R
    0.000356549999999956 × 6371000     		dr = 2271.58004999972m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.39883500-0.39921850) × cos(0.37728048) × R
    0.000383499999999981 × 0.929669925866356 × 6371000     		do = 2271.44254196575m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.39883500-0.39921850) × cos(0.37692393) × R
    0.000383499999999981 × 0.929801217500619 × 6371000     		du = 2271.76332399298m
  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(0.37728048)-sin(0.37692393))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.929669925866356-0.929801217500619)×R²
    abs(0.39921850-0.39883500)×0.000131291634263508×R²
    0.000383499999999981×0.000131291634263508×6371000²
    0.000383499999999981×0.000131291634263508×40589641000000     		ar = 5160127.95874318m²