Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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11 / 640 / 1920
↖ ↑ ↗
← S 82.676285°
W 67.500000°		 ← 2 491.63 m → S 82.676285°
W 67.324219°		 →
↑
2 487.81 m
↓
↑
2 487.81 m
↓
S 82.698659°
W 67.500000°		 ← 2 484.06 m →
6 189 299 m²		 S 82.698659°
W 67.324219°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 11 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 640 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 1920 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.312744140625 y=0.937744140625 und der Vergrößerungsstufe zoom=11 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.312744140625 × 211)
    floor (0.312744140625 × 2048)
    floor (640.5)     		tx = 640
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.937744140625 × 211)
    floor (0.937744140625 × 2048)
    floor (1920.5)     		ty = 1920
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 11 / 640 / 1920 ti = "11/640/1920"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/11/640/1920.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 640 ÷ 211
    640 ÷ 2048     		x = 0.3125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 1920 ÷ 211
    1920 ÷ 2048     		y = 0.9375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.3125 × 2 - 1) × π
    -0.375 × 3.1415926535     		Λ = -1.17809725
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.9375 × 2 - 1) × π
    -0.875 × 3.1415926535     		Φ = -2.7488935718125
    Länge (λ) Λ (unverändert) -1.17809725} λ = -1.17809725}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.7488935718125))-π/2
    2×atan(0.0639986319384598)-π/2
    2×0.0639114703077964-π/2
    0.127822940615593-1.57079632675     		φ = -1.44297339
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° -1.17809725} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = -67.500000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.44297339 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -82.676285°
  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 640 KachelY 1920 -1.17809725 -1.44297339 -67.500000 -82.676285
    Oben rechts KachelX + 1 641 KachelY 1920 -1.17502928 -1.44297339 -67.324219 -82.676285
    Unten links KachelX 640 KachelY + 1 1921 -1.17809725 -1.44336388 -67.500000 -82.698659
    Unten rechts KachelX + 1 641 KachelY + 1 1921 -1.17502928 -1.44336388 -67.324219 -82.698659
  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(-1.44297339--1.44336388) × R
    0.000390490000000021 × 6371000     		dl = 2487.81179000013m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.44297339--1.44336388) × R
    0.000390490000000021 × 6371000     		dr = 2487.81179000013m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(-1.17809725--1.17502928) × cos(-1.44297339) × R
    0.00306797000000003 × 0.127475144203388 × 6371000     		do = 2491.63386860802m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(-1.17809725--1.17502928) × cos(-1.44336388) × R
    0.00306797000000003 × 0.127087830203396 × 6371000     		du = 2484.06341488391m
  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(-1.44297339)-sin(-1.44336388))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.127475144203388-0.127087830203396)×R²
    abs(-1.17502928--1.17809725)×0.000387313999992256×R²
    0.00306797000000003×0.000387313999992256×6371000²
    0.00306797000000003×0.000387313999992256×40589641000000     		ar = 6189299.26132836m²