Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 10304 / 10304
↖ ↑ ↗
← S 42.032975°
E 46.406250°		 ← 1 814.72 m → S 42.032975°
E 46.428223°		 →
↑
1 814.46 m
↓
↑
1 814.46 m
↓
S 42.049292°
E 46.406250°		 ← 1 814.26 m →
3 292 318 m²		 S 42.049292°
E 46.428223°
↙ ↓ ↘

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 10304 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 10304 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.628936767578125 y=0.628936767578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.628936767578125 × 214)
    floor (0.628936767578125 × 16384)
    floor (10304.5)     		tx = 10304
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.628936767578125 × 214)
    floor (0.628936767578125 × 16384)
    floor (10304.5)     		ty = 10304
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 10304 / 10304 ti = "14/10304/10304"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/10304/10304.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 10304 ÷ 214
    10304 ÷ 16384     		x = 0.62890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 10304 ÷ 214
    10304 ÷ 16384     		y = 0.62890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62890625 × 2 - 1) × π
    0.2578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.80994186
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.62890625 × 2 - 1) × π
    -0.2578125 × 3.1415926535     		Φ = -0.809941855980469
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.80994186} λ = 0.80994186}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.809941855980469))-π/2
    2×atan(0.444883932811019)-π/2
    2×0.418591265152362-π/2
    0.837182530304723-1.57079632675     		φ = -0.73361380
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.80994186} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 46.406250°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.73361380 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -42.032975°
  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 10304 KachelY 10304 0.80994186 -0.73361380 46.406250 -42.032975
    Oben rechts KachelX + 1 10305 KachelY 10304 0.81032535 -0.73361380 46.428223 -42.032975
    Unten links KachelX 10304 KachelY + 1 10305 0.80994186 -0.73389860 46.406250 -42.049292
    Unten rechts KachelX + 1 10305 KachelY + 1 10305 0.81032535 -0.73389860 46.428223 -42.049292
  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(-0.73361380--0.73389860) × R
    0.000284799999999974 × 6371000     		dl = 1814.46079999983m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.73361380--0.73389860) × R
    0.000284799999999974 × 6371000     		dr = 1814.46079999983m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.80994186-0.81032535) × cos(-0.73361380) × R
    0.000383490000000042 × 0.74275960828728 × 6371000     		do = 1814.72126038229m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.80994186-0.81032535) × cos(-0.73389860) × R
    0.000383490000000042 × 0.742568887995514 × 6371000     		du = 1814.25528974469m
  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(-0.73361380)-sin(-0.73389860))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.74275960828728-0.742568887995514)×R²
    abs(0.81032535-0.80994186)×0.000190720291766588×R²
    0.000383490000000042×0.000190720291766588×6371000²
    0.000383490000000042×0.000190720291766588×40589641000000     		ar = 3292317.86941667m²