Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 49155 / 81924
↖ ↑ ↗
← S 40.988192°
W 44.991760°		 ← 230.50 m → S 40.988192°
W 44.989014°		 →
↑
230.50 m
↓
↑
230.50 m
↓
S 40.990265°
W 44.991760°		 ← 230.49 m →
53 130 m²		 S 40.990265°
W 44.989014°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 49155 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 81924 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.375026702880859 y=0.625034332275391 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.375026702880859 × 217)
    floor (0.375026702880859 × 131072)
    floor (49155.5)     		tx = 49155
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.625034332275391 × 217)
    floor (0.625034332275391 × 131072)
    floor (81924.5)     		ty = 81924
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 49155 / 81924 ti = "17/49155/81924"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/49155/81924.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 49155 ÷ 217
    49155 ÷ 131072     		x = 0.375022888183594
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 81924 ÷ 217
    81924 ÷ 131072     		y = 0.625030517578125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.375022888183594 × 2 - 1) × π
    -0.249954223632812 × 3.1415926535     		Λ = -0.78525435
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.625030517578125 × 2 - 1) × π
    -0.25006103515625 × 3.1415926535     		Φ = -0.78558991097348
    Länge (λ) Λ (unverändert) -0.78525435} λ = -0.78525435}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-0.78558991097348))-π/2
    2×atan(0.45585071111641)-π/2
    2×0.427708714795357-π/2
    0.855417429590714-1.57079632675     		φ = -0.71537890
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -0.78525435} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -44.991760°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -0.71537890 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -40.988192°
  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 49155 KachelY 81924 -0.78525435 -0.71537890 -44.991760 -40.988192
    Oben rechts KachelX + 1 49156 KachelY 81924 -0.78520642 -0.71537890 -44.989014 -40.988192
    Unten links KachelX 49155 KachelY + 1 81925 -0.78525435 -0.71541508 -44.991760 -40.990265
    Unten rechts KachelX + 1 49156 KachelY + 1 81925 -0.78520642 -0.71541508 -44.989014 -40.990265
  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(-0.71537890--0.71541508) × R
    3.61799999999413e-05 × 6371000     		dl = 230.502779999626m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-0.71537890--0.71541508) × R
    3.61799999999413e-05 × 6371000     		dr = 230.502779999626m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-0.78525435--0.78520642) × cos(-0.71537890) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.754844773575751 × 6371000     		do = 230.500932394123m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-0.78525435--0.78520642) × cos(-0.71541508) × R
    4.79300000000293e-05 × 0.754821042494007 × 6371000     		du = 230.493685822827m
  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(-0.71537890)-sin(-0.71541508))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.754844773575751-0.754821042494007)×R²
    abs(-0.78520642--0.78525435)×2.37310817436942e-05×R²
    4.79300000000293e-05×2.37310817436942e-05×6371000²
    4.79300000000293e-05×2.37310817436942e-05×40589641000000     		ar = 53130.270537722m²