Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 3344 / 5392
↖ ↑ ↗
← S 49.382373°
W 33.046875°		 ← 3 181.15 m → S 49.382373°
W 33.002930°		 →
↑
3 180.21 m
↓
↑
3 180.21 m
↓
S 49.410973°
W 33.046875°		 ← 3 179.29 m →
10 113 772 m²		 S 49.410973°
W 33.002930°
↙ ↓ ↘

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 3344 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 5392 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.40826416015625 y=0.65826416015625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.40826416015625 × 213)
    floor (0.40826416015625 × 8192)
    floor (3344.5)     		tx = 3344
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.65826416015625 × 213)
    floor (0.65826416015625 × 8192)
    floor (5392.5)     		ty = 5392
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 3344 / 5392 ti = "13/3344/5392"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/3344/5392.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 3344 ÷ 213
    3344 ÷ 8192     		x = 0.408203125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 5392 ÷ 213
    5392 ÷ 8192     		y = 0.658203125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.408203125 × 2 - 1) × π
    -0.18359375 × 3.1415926535     		Λ = -0.57677678
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.658203125 × 2 - 1) × π
    -0.31640625 × 3.1415926535     		Φ = -0.994019550521484
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.57677678} λ = -0.57677678}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.994019550521484))-π/2
    2×atan(0.370086117464643)-π/2
    2×0.354455664616414-π/2
    0.708911329232827-1.57079632675     		φ = -0.86188500
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.57677678} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -33.046875°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.86188500 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -49.382373°
  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 3344 KachelY 5392 -0.57677678 -0.86188500 -33.046875 -49.382373
    Oben rechts KachelX + 1 3345 KachelY 5392 -0.57600979 -0.86188500 -33.002930 -49.382373
    Unten links KachelX 3344 KachelY + 1 5393 -0.57677678 -0.86238417 -33.046875 -49.410973
    Unten rechts KachelX + 1 3345 KachelY + 1 5393 -0.57600979 -0.86238417 -33.002930 -49.410973
  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(-0.86188500--0.86238417) × R
    0.000499169999999993 × 6371000     		dl = 3180.21206999996m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.86188500--0.86238417) × R
    0.000499169999999993 × 6371000     		dr = 3180.21206999996m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.57677678--0.57600979) × cos(-0.86188500) × R
    0.000766990000000023 × 0.651007776650759 × 6371000     		do = 3181.14513234185m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.57677678--0.57600979) × cos(-0.86238417) × R
    0.000766990000000023 × 0.650628790059247 × 6371000     		du = 3179.29321690543m
  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(-0.86188500)-sin(-0.86238417))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.651007776650759-0.650628790059247)×R²
    abs(-0.57600979--0.57677678)×0.000378986591512032×R²
    0.000766990000000023×0.000378986591512032×6371000²
    0.000766990000000023×0.000378986591512032×40589641000000     		ar = 10113771.6143854m²