Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2571 / 507
↖ ↑ ↗
← N 79.253585°
E 45.966797°		 ← 1 822.30 m → N 79.253585°
E 46.054687°		 →
↑
1 823.64 m
↓
↑
1 823.64 m
↓
N 79.237185°
E 45.966797°		 ← 1 825.04 m →
3 325 709 m²		 N 79.237185°
E 46.054687°
↙ ↓ ↘

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 2571 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 507 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6278076171875 y=0.1239013671875 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6278076171875 × 212)
    floor (0.6278076171875 × 4096)
    floor (2571.5)     		tx = 2571
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.1239013671875 × 212)
    floor (0.1239013671875 × 4096)
    floor (507.5)     		ty = 507
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2571 / 507 ti = "12/2571/507"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2571/507.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2571 ÷ 212
    2571 ÷ 4096     		x = 0.627685546875
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 507 ÷ 212
    507 ÷ 4096     		y = 0.123779296875
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.627685546875 × 2 - 1) × π
    0.25537109375 × 3.1415926535     		Λ = 0.80227195
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.123779296875 × 2 - 1) × π
    0.75244140625 × 3.1415926535     		Φ = 2.36386439406421
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.80227195} λ = 0.80227195}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.36386439406421))-π/2
    2×atan(10.6319582445315)-π/2
    2×1.47701617038116-π/2
    2.95403234076232-1.57079632675     		φ = 1.38323601
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.80227195} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 45.966797°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.38323601 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.253585°
  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 2571 KachelY 507 0.80227195 1.38323601 45.966797 79.253585
    Oben rechts KachelX + 1 2572 KachelY 507 0.80380593 1.38323601 46.054687 79.253585
    Unten links KachelX 2571 KachelY + 1 508 0.80227195 1.38294977 45.966797 79.237185
    Unten rechts KachelX + 1 2572 KachelY + 1 508 0.80380593 1.38294977 46.054687 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(1.38323601-1.38294977) × R
    0.000286240000000104 × 6371000     		dl = 1823.63504000066m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.38323601-1.38294977) × R
    0.000286240000000104 × 6371000     		dr = 1823.63504000066m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.80227195-0.80380593) × cos(1.38323601) × R
    0.00153398000000005 × 0.186462556064473 × 6371000     		do = 1822.29605809065m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.80227195-0.80380593) × cos(1.38294977) × R
    0.00153398000000005 × 0.186743768364246 × 6371000     		du = 1825.04434212246m
  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(1.38323601)-sin(1.38294977))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.186462556064473-0.186743768364246)×R²
    abs(0.80380593-0.80227195)×0.000281212299772987×R²
    0.00153398000000005×0.000281212299772987×6371000²
    0.00153398000000005×0.000281212299772987×40589641000000     		ar = 3325708.90102409m²