Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40991 / 24608
↖ ↑ ↗
← N 40.847060°
E 45.170288°		 ← 462.04 m → N 40.847060°
E 45.175781°		 →
↑
462.02 m
↓
↑
462.02 m
↓
N 40.842905°
E 45.170288°		 ← 462.06 m →
213 479 m²		 N 40.842905°
E 45.175781°
↙ ↓ ↘

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 40991 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 24608 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.625480651855469 y=0.375495910644531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.625480651855469 × 216)
    floor (0.625480651855469 × 65536)
    floor (40991.5)     		tx = 40991
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.375495910644531 × 216)
    floor (0.375495910644531 × 65536)
    floor (24608.5)     		ty = 24608
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40991 / 24608 ti = "16/40991/24608"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40991/24608.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40991 ÷ 216
    40991 ÷ 65536     		x = 0.625473022460938
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 24608 ÷ 216
    24608 ÷ 65536     		y = 0.37548828125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.625473022460938 × 2 - 1) × π
    0.250946044921875 × 3.1415926535     		Λ = 0.78837025
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.37548828125 × 2 - 1) × π
    0.2490234375 × 3.1415926535     		Φ = 0.782330201799316
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.78837025} λ = 0.78837025}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.782330201799316))-π/2
    2×atan(2.18656146322248)-π/2
    2×1.14185600987614-π/2
    2.28371201975227-1.57079632675     		φ = 0.71291569
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.78837025} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 45.170288°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.71291569 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 40.847060°
  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 40991 KachelY 24608 0.78837025 0.71291569 45.170288 40.847060
    Oben rechts KachelX + 1 40992 KachelY 24608 0.78846612 0.71291569 45.175781 40.847060
    Unten links KachelX 40991 KachelY + 1 24609 0.78837025 0.71284317 45.170288 40.842905
    Unten rechts KachelX + 1 40992 KachelY + 1 24609 0.78846612 0.71284317 45.175781 40.842905
  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(0.71291569-0.71284317) × R
    7.25200000000203e-05 × 6371000     		dl = 462.02492000013m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.71291569-0.71284317) × R
    7.25200000000203e-05 × 6371000     		dr = 462.02492000013m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.78837025-0.78846612) × cos(0.71291569) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.756458109966538 × 6371000     		do = 462.035362084866m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.78837025-0.78846612) × cos(0.71284317) × R
    9.58699999999979e-05 × 0.756505539113712 × 6371000     		du = 462.064331227902m
  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(0.71291569)-sin(0.71284317))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.756458109966538-0.756505539113712)×R²
    abs(0.78846612-0.78837025)×4.74291471742605e-05×R²
    9.58699999999979e-05×4.74291471742605e-05×6371000²
    9.58699999999979e-05×4.74291471742605e-05×40589641000000     		ar = 213478.543530881m²