Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3064 / 5112
↖ ↑ ↗
← S 40.713956°
W 45.351563°		 ← 3 703.84 m → S 40.713956°
W 45.307617°		 →
↑
3 702.95 m
↓
↑
3 702.95 m
↓
S 40.747257°
W 45.351563°		 ← 3 701.99 m →
13 711 721 m²		 S 40.747257°
W 45.307617°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 3064 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5112 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.37408447265625 y=0.62408447265625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.37408447265625 × 213)
    floor (0.37408447265625 × 8192)
    floor (3064.5)     		tx = 3064
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.62408447265625 × 213)
    floor (0.62408447265625 × 8192)
    floor (5112.5)     		ty = 5112
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3064 / 5112 ti = "13/3064/5112"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3064/5112.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3064 ÷ 213
    3064 ÷ 8192     		x = 0.3740234375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5112 ÷ 213
    5112 ÷ 8192     		y = 0.6240234375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.3740234375 × 2 - 1) × π
    -0.251953125 × 3.1415926535     		Λ = -0.79153409
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.6240234375 × 2 - 1) × π
    -0.248046875 × 3.1415926535     		Φ = -0.779262240223633
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.79153409} λ = -0.79153409}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.779262240223633))-π/2
    2×atan(0.458744329605081)-π/2
    2×0.430101873065779-π/2
    0.860203746131559-1.57079632675     		φ = -0.71059258
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.79153409} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -45.351563°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.71059258 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -40.713956°
  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 3064 KachelY 5112 -0.79153409 -0.71059258 -45.351563 -40.713956
    Oben rechts KachelX + 1 3065 KachelY 5112 -0.79076710 -0.71059258 -45.307617 -40.713956
    Unten links KachelX 3064 KachelY + 1 5113 -0.79153409 -0.71117380 -45.351563 -40.747257
    Unten rechts KachelX + 1 3065 KachelY + 1 5113 -0.79076710 -0.71117380 -45.307617 -40.747257
  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(-0.71059258--0.71117380) × R
    0.000581219999999938 × 6371000     		dl = 3702.9526199996m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.71059258--0.71117380) × R
    0.000581219999999938 × 6371000     		dr = 3702.9526199996m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.79153409--0.79076710) × cos(-0.71059258) × R
    0.000766990000000023 × 0.757975479207299 × 6371000     		do = 3703.84209313111m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.79153409--0.79076710) × cos(-0.71117380) × R
    0.000766990000000023 × 0.757596231247903 × 6371000     		du = 3701.98890052228m
  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(-0.71059258)-sin(-0.71117380))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.757975479207299-0.757596231247903)×R²
    abs(-0.79076710--0.79153409)×0.000379247959396145×R²
    0.000766990000000023×0.000379247959396145×6371000²
    0.000766990000000023×0.000379247959396145×40589641000000     		ar = 13711721.0266167m²