Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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12 / 2688 / 384
↖ ↑ ↗
← N 81.093214°
E 56.250000°		 ← 1 513.14 m → N 81.093214°
E 56.337891°		 →
↑
1 514.26 m
↓
↑
1 514.26 m
↓
N 81.079596°
E 56.250000°		 ← 1 515.43 m →
2 293 018 m²		 N 81.079596°
E 56.337891°
↙ ↓ ↘

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 2688 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 384 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.6563720703125 y=0.0938720703125 und der Vergrößerungsstufe zoom=12 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.6563720703125 × 212)
    floor (0.6563720703125 × 4096)
    floor (2688.5)     		tx = 2688
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.0938720703125 × 212)
    floor (0.0938720703125 × 4096)
    floor (384.5)     		ty = 384
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 12 / 2688 / 384 ti = "12/2688/384"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/12/2688/384.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 2688 ÷ 212
    2688 ÷ 4096     		x = 0.65625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 384 ÷ 212
    384 ÷ 4096     		y = 0.09375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.65625 × 2 - 1) × π
    0.3125 × 3.1415926535     		Λ = 0.98174770
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.09375 × 2 - 1) × π
    0.8125 × 3.1415926535     		Φ = 2.55254403096875
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.98174770} λ = 0.98174770}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.55254403096875))-π/2
    2×atan(12.8397269308608)-π/2
    2×1.49306995476775-π/2
    2.98613990953549-1.57079632675     		φ = 1.41534358
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.98174770} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 56.250000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.41534358 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 81.093214°
  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 2688 KachelY 384 0.98174770 1.41534358 56.250000 81.093214
    Oben rechts KachelX + 1 2689 KachelY 384 0.98328169 1.41534358 56.337891 81.093214
    Unten links KachelX 2688 KachelY + 1 385 0.98174770 1.41510590 56.250000 81.079596
    Unten rechts KachelX + 1 2689 KachelY + 1 385 0.98328169 1.41510590 56.337891 81.079596
  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(1.41534358-1.41510590) × R
    0.000237680000000129 × 6371000     		dl = 1514.25928000082m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.41534358-1.41510590) × R
    0.000237680000000129 × 6371000     		dr = 1514.25928000082m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.98174770-0.98328169) × cos(1.41534358) × R
    0.00153398999999999 × 0.154827402507351 × 6371000     		do = 1513.13599097439m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.98174770-0.98328169) × cos(1.41510590) × R
    0.00153398999999999 × 0.155062212075803 × 6371000     		du = 1515.43079669545m
  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(1.41534358)-sin(1.41510590))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.154827402507351-0.155062212075803)×R²
    abs(0.98328169-0.98174770)×0.000234809568452371×R²
    0.00153398999999999×0.000234809568452371×6371000²
    0.00153398999999999×0.000234809568452371×40589641000000     		ar = 2293017.69246461m²