Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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15 / 5120 / 29696
↖ ↑ ↗
← S 81.093214°
W123.750000°		 ← 189.14 m → S 81.093214°
W123.739014°		 →
↑
189.15 m
↓
↑
189.15 m
↓
S 81.094915°
W123.750000°		 ← 189.11 m →
35 774 m²		 S 81.094915°
W123.739014°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 15 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 5120 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 29696 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.156265258789062 y=0.906265258789062 und der Vergrößerungsstufe zoom=15 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.156265258789062 × 215)
    floor (0.156265258789062 × 32768)
    floor (5120.5)     		tx = 5120
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.906265258789062 × 215)
    floor (0.906265258789062 × 32768)
    floor (29696.5)     		ty = 29696
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 15 / 5120 / 29696 ti = "15/5120/29696"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/15/5120/29696.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 5120 ÷ 215
    5120 ÷ 32768     		x = 0.15625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 29696 ÷ 215
    29696 ÷ 32768     		y = 0.90625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.15625 × 2 - 1) × π
    -0.6875 × 3.1415926535     		Λ = -2.15984495
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.90625 × 2 - 1) × π
    -0.8125 × 3.1415926535     		Φ = -2.55254403096875
    Länge (λ) Λ (unverändert) -2.15984495} λ = -2.15984495}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.55254403096875))-π/2
    2×atan(0.0778832762865433)-π/2
    2×0.0777263720271503-π/2
    0.155452744054301-1.57079632675     		φ = -1.41534358
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -2.15984495} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -123.750000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.41534358 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -81.093214°
  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 5120 KachelY 29696 -2.15984495 -1.41534358 -123.750000 -81.093214
    Oben rechts KachelX + 1 5121 KachelY 29696 -2.15965320 -1.41534358 -123.739014 -81.093214
    Unten links KachelX 5120 KachelY + 1 29697 -2.15984495 -1.41537327 -123.750000 -81.094915
    Unten rechts KachelX + 1 5121 KachelY + 1 29697 -2.15965320 -1.41537327 -123.739014 -81.094915
  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(-1.41534358--1.41537327) × R
    2.96899999998601e-05 × 6371000     		dl = 189.154989999109m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.41534358--1.41537327) × R
    2.96899999998601e-05 × 6371000     		dr = 189.154989999109m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-2.15984495--2.15965320) × cos(-1.41534358) × R
    0.000191749999999935 × 0.154827402507351 × 6371000     		do = 189.143231878464m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-2.15984495--2.15965320) × cos(-1.41537327) × R
    0.000191749999999935 × 0.154798070454958 × 6371000     		du = 189.107398691978m
  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(-1.41534358)-sin(-1.41537327))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.154827402507351-0.154798070454958)×R²
    abs(-2.15965320--2.15984495)×2.9332052392389e-05×R²
    0.000191749999999935×2.9332052392389e-05×6371000²
    0.000191749999999935×2.9332052392389e-05×40589641000000     		ar = 35773.9971235273m²