Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 20511 / 4063
↖ ↑ ↗
← N 79.239236°
E 45.340576°		 ← 228.09 m → N 79.239236°
E 45.351563°		 →
↑
228.08 m
↓
↑
228.08 m
↓
N 79.237185°
E 45.340576°		 ← 228.13 m →
52 028 m²		 N 79.237185°
E 45.351563°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 20511 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 4063 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.625961303710938 y=0.124008178710938 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.625961303710938 × 215)
    floor (0.625961303710938 × 32768)
    floor (20511.5)     		tx = 20511
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.124008178710938 × 215)
    floor (0.124008178710938 × 32768)
    floor (4063.5)     		ty = 4063
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 20511 / 4063 ti = "15/20511/4063"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/20511/4063.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 20511 ÷ 215
    20511 ÷ 32768     		x = 0.625946044921875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 4063 ÷ 215
    4063 ÷ 32768     		y = 0.123992919921875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.625946044921875 × 2 - 1) × π
    0.25189208984375 × 3.1415926535     		Λ = 0.79134234
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.123992919921875 × 2 - 1) × π
    0.75201416015625 × 3.1415926535     		Φ = 2.36252216087485
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.79134234} λ = 0.79134234}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.36252216087485))-π/2
    2×atan(10.6176972502388)-π/2
    2×1.47689094972375-π/2
    2.9537818994475-1.57079632675     		φ = 1.38298557
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.79134234} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 45.340576°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.38298557 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.239236°
  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 20511 KachelY 4063 0.79134234 1.38298557 45.340576 79.239236
    Oben rechts KachelX + 1 20512 KachelY 4063 0.79153409 1.38298557 45.351563 79.239236
    Unten links KachelX 20511 KachelY + 1 4064 0.79134234 1.38294977 45.340576 79.237185
    Unten rechts KachelX + 1 20512 KachelY + 1 4064 0.79153409 1.38294977 45.351563 79.237185
  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(1.38298557-1.38294977) × R
    3.58000000000303e-05 × 6371000     		dl = 228.081800000193m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.38298557-1.38294977) × R
    3.58000000000303e-05 × 6371000     		dr = 228.081800000193m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.79134234-0.79153409) × cos(1.38298557) × R
    0.000191749999999935 × 0.186708598014744 × 6371000     		do = 228.090551647206m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.79134234-0.79153409) × cos(1.38294977) × R
    0.000191749999999935 × 0.186743768364246 × 6371000     		du = 228.133517126594m
  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(1.38298557)-sin(1.38294977))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.186708598014744-0.186743768364246)×R²
    abs(0.79153409-0.79134234)×3.51703495026223e-05×R²
    0.000191749999999935×3.51703495026223e-05×6371000²
    0.000191749999999935×3.51703495026223e-05×40589641000000     		ar = 52028.203410045m²