Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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16 / 40992 / 8288
↖ ↑ ↗
← N 79.071812°
E 45.175781°		 ← 115.80 m → N 79.071812°
E 45.181274°		 →
↑
115.82 m
↓
↑
115.82 m
↓
N 79.070771°
E 45.175781°		 ← 115.82 m →
13 414 m²		 N 79.070771°
E 45.181274°
↙ ↓ ↘

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 40992 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 8288 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.625495910644531 y=0.126472473144531 und der Vergrößerungsstufe zoom=16 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.625495910644531 × 216)
    floor (0.625495910644531 × 65536)
    floor (40992.5)     		tx = 40992
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.126472473144531 × 216)
    floor (0.126472473144531 × 65536)
    floor (8288.5)     		ty = 8288
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 16 / 40992 / 8288 ti = "16/40992/8288"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/16/40992/8288.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 40992 ÷ 216
    40992 ÷ 65536     		x = 0.62548828125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 8288 ÷ 216
    8288 ÷ 65536     		y = 0.12646484375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.62548828125 × 2 - 1) × π
    0.2509765625 × 3.1415926535     		Λ = 0.78846612
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.12646484375 × 2 - 1) × π
    0.7470703125 × 3.1415926535     		Φ = 2.34699060539795
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.78846612} λ = 0.78846612}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.34699060539795))-π/2
    2×atan(10.4540619412544)-π/2
    2×1.47542989597299-π/2
    2.95085979194598-1.57079632675     		φ = 1.38006347
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.78846612} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 45.175781°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.38006347 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 79.071812°
  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 40992 KachelY 8288 0.78846612 1.38006347 45.175781 79.071812
    Oben rechts KachelX + 1 40993 KachelY 8288 0.78856200 1.38006347 45.181274 79.071812
    Unten links KachelX 40992 KachelY + 1 8289 0.78846612 1.38004529 45.175781 79.070771
    Unten rechts KachelX + 1 40993 KachelY + 1 8289 0.78856200 1.38004529 45.181274 79.070771
  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(1.38006347-1.38004529) × R
    1.81800000000898e-05 × 6371000     		dl = 115.824780000572m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.38006347-1.38004529) × R
    1.81800000000898e-05 × 6371000     		dr = 115.824780000572m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.78846612-0.78856200) × cos(1.38006347) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.189578512672325 × 6371000     		do = 115.804315042013m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.78846612-0.78856200) × cos(1.38004529) × R
    9.58799999999371e-05 × 0.189596362956965 × 6371000     		du = 115.815218914803m
  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(1.38006347)-sin(1.38004529))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.189578512672325-0.189596362956965)×R²
    abs(0.78856200-0.78846612)×1.78502846399364e-05×R²
    9.58799999999371e-05×1.78502846399364e-05×6371000²
    9.58799999999371e-05×1.78502846399364e-05×40589641000000     		ar = 13413.6407826402m²