Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 30976 / 43264
↖ ↑ ↗
← S 49.837983°
W  9.843750°		 ← 393.97 m → S 49.837983°
W  9.838257°		 →
↑
393.92 m
↓
↑
393.92 m
↓
S 49.841525°
W  9.843750°		 ← 393.94 m →
155 186 m²		 S 49.841525°
W  9.838257°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 16 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 30976 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 43264 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.472663879394531 y=0.660163879394531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.472663879394531 × 216)
    floor (0.472663879394531 × 65536)
    floor (30976.5)     		tx = 30976
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.660163879394531 × 216)
    floor (0.660163879394531 × 65536)
    floor (43264.5)     		ty = 43264
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 30976 / 43264 ti = "16/30976/43264"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/30976/43264.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 30976 ÷ 216
    30976 ÷ 65536     		x = 0.47265625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 43264 ÷ 216
    43264 ÷ 65536     		y = 0.66015625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.47265625 × 2 - 1) × π
    -0.0546875 × 3.1415926535     		Λ = -0.17180585
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.66015625 × 2 - 1) × π
    -0.3203125 × 3.1415926535     		Φ = -1.00629139682422
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.17180585} λ = -0.17180585}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-1.00629139682422))-π/2
    2×atan(0.365572231021132)-π/2
    2×0.350479720227978-π/2
    0.700959440455956-1.57079632675     		φ = -0.86983689
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.17180585} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -9.843750°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.86983689 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -49.837983°
  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 30976 KachelY 43264 -0.17180585 -0.86983689 -9.843750 -49.837983
    Oben rechts KachelX + 1 30977 KachelY 43264 -0.17170997 -0.86983689 -9.838257 -49.837983
    Unten links KachelX 30976 KachelY + 1 43265 -0.17180585 -0.86989872 -9.843750 -49.841525
    Unten rechts KachelX + 1 30977 KachelY + 1 43265 -0.17170997 -0.86989872 -9.838257 -49.841525
  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(-0.86983689--0.86989872) × R
    6.18300000000405e-05 × 6371000     		dl = 393.918930000258m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.86983689--0.86989872) × R
    6.18300000000405e-05 × 6371000     		dr = 393.918930000258m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.17180585--0.17170997) × cos(-0.86983689) × R
    9.58800000000204e-05 × 0.644951208354603 × 6371000     		do = 393.969400151281m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.17180585--0.17170997) × cos(-0.86989872) × R
    9.58800000000204e-05 × 0.644903955167412 × 6371000     		du = 393.940535471951m
  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(-0.86983689)-sin(-0.86989872))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.644951208354603-0.644903955167412)×R²
    abs(-0.17170997--0.17180585)×4.72531871906767e-05×R²
    9.58800000000204e-05×4.72531871906767e-05×6371000²
    9.58800000000204e-05×4.72531871906767e-05×40589641000000     		ar = 155186.319437864m²