Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40720 / 8976
↖ ↑ ↗
← N 78.331648°
E 43.681641°		 ← 123.54 m → N 78.331648°
E 43.687134°		 →
↑
123.53 m
↓
↑
123.53 m
↓
N 78.330537°
E 43.681641°		 ← 123.55 m →
15 262 m²		 N 78.330537°
E 43.687134°
↙ ↓ ↘

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 40720 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 8976 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.621345520019531 y=0.136970520019531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.621345520019531 × 216)
    floor (0.621345520019531 × 65536)
    floor (40720.5)     		tx = 40720
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.136970520019531 × 216)
    floor (0.136970520019531 × 65536)
    floor (8976.5)     		ty = 8976
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40720 / 8976 ti = "16/40720/8976"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40720/8976.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40720 ÷ 216
    40720 ÷ 65536     		x = 0.621337890625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 8976 ÷ 216
    8976 ÷ 65536     		y = 0.136962890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.621337890625 × 2 - 1) × π
    0.24267578125 × 3.1415926535     		Λ = 0.76238845
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.136962890625 × 2 - 1) × π
    0.72607421875 × 3.1415926535     		Φ = 2.28102943152075
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.76238845} λ = 0.76238845}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.28102943152075))-π/2
    2×atan(9.78675001460597)-π/2
    2×1.46897075059901-π/2
    2.93794150119803-1.57079632675     		φ = 1.36714517
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.76238845} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 43.681641°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.36714517 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 78.331648°
  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 40720 KachelY 8976 0.76238845 1.36714517 43.681641 78.331648
    Oben rechts KachelX + 1 40721 KachelY 8976 0.76248433 1.36714517 43.687134 78.331648
    Unten links KachelX 40720 KachelY + 1 8977 0.76238845 1.36712578 43.681641 78.330537
    Unten rechts KachelX + 1 40721 KachelY + 1 8977 0.76248433 1.36712578 43.687134 78.330537
  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(1.36714517-1.36712578) × R
    1.93899999998415e-05 × 6371000     		dl = 123.53368999899m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.36714517-1.36712578) × R
    1.93899999998415e-05 × 6371000     		dr = 123.53368999899m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.76238845-0.76248433) × cos(1.36714517) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.202246375366095 × 6371000     		do = 123.542497717077m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.76238845-0.76248433) × cos(1.36712578) × R
    9.58800000000481e-05 × 0.202265364627402 × 6371000     		du = 123.55409733545m
  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(1.36714517)-sin(1.36712578))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.202246375366095-0.202265364627402)×R²
    abs(0.76248433-0.76238845)×1.8989261307556e-05×R²
    9.58800000000481e-05×1.8989261307556e-05×6371000²
    9.58800000000481e-05×1.8989261307556e-05×40589641000000     		ar = 15262.3770871047m²