Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 1800 / 2312
↖ ↑ ↗
← S 22.593726°
W 21.796875°		 ← 9 022.99 m → S 22.593726°
W 21.708984°		 →
↑
9 020.25 m
↓
↑
9 020.25 m
↓
S 22.674847°
W 21.796875°		 ← 9 017.67 m →
81 365 658 m²		 S 22.674847°
W 21.708984°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 12 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 1800 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 2312 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.4395751953125 y=0.5645751953125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.4395751953125 × 212)
    floor (0.4395751953125 × 4096)
    floor (1800.5)     		tx = 1800
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.5645751953125 × 212)
    floor (0.5645751953125 × 4096)
    floor (2312.5)     		ty = 2312
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 1800 / 2312 ti = "12/1800/2312"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/1800/2312.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 1800 ÷ 212
    1800 ÷ 4096     		x = 0.439453125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 2312 ÷ 212
    2312 ÷ 4096     		y = 0.564453125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.439453125 × 2 - 1) × π
    -0.12109375 × 3.1415926535     		Λ = -0.38042724
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.564453125 × 2 - 1) × π
    -0.12890625 × 3.1415926535     		Φ = -0.404970927990234
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.38042724} λ = -0.38042724}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.404970927990234))-π/2
    2×atan(0.666996201496694)-π/2
    2×0.588230708348179-π/2
    1.17646141669636-1.57079632675     		φ = -0.39433491
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.38042724} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -21.796875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.39433491 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -22.593726°
  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 1800 KachelY 2312 -0.38042724 -0.39433491 -21.796875 -22.593726
    Oben rechts KachelX + 1 1801 KachelY 2312 -0.37889325 -0.39433491 -21.708984 -22.593726
    Unten links KachelX 1800 KachelY + 1 2313 -0.38042724 -0.39575074 -21.796875 -22.674847
    Unten rechts KachelX + 1 1801 KachelY + 1 2313 -0.37889325 -0.39575074 -21.708984 -22.674847
  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(-0.39433491--0.39575074) × R
    0.00141583000000001 × 6371000     		dl = 9020.25293000004m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.39433491--0.39575074) × R
    0.00141583000000001 × 6371000     		dr = 9020.25293000004m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.38042724--0.37889325) × cos(-0.39433491) × R
    0.00153398999999999 × 0.923252292281228 × 6371000     		do = 9022.99108282213m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.38042724--0.37889325) × cos(-0.39575074) × R
    0.00153398999999999 × 0.922707413385301 × 6371000     		du = 9017.66595397028m
  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(-0.39433491)-sin(-0.39575074))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.923252292281228-0.922707413385301)×R²
    abs(-0.37889325--0.38042724)×0.000544878895926915×R²
    0.00153398999999999×0.000544878895926915×6371000²
    0.00153398999999999×0.000544878895926915×40589641000000     		ar = 81365658.3395882m²