Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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7 / 78 / 114
↖ ↑ ↗
← S 80.178713°
E 39.375000°		 ← 53.345 km → S 80.178713°
E 42.187500°		 →
↑
52.075 km
↓
↑
52.075 km
↓
S 80.647035°
E 39.375000°		 ← 50.825 km →
2 712.33 km²		 S 80.647035°
E 42.187500°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 7 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 78 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 114 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.61328125 y=0.89453125 und der Vergrößerungsstufe zoom=7 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.61328125 × 27)
    floor (0.61328125 × 128)
    floor (78.5)     		tx = 78
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.89453125 × 27)
    floor (0.89453125 × 128)
    floor (114.5)     		ty = 114
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 7 / 78 / 114 ti = "7/78/114"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/7/78/114.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 78 ÷ 27
    78 ÷ 128     		x = 0.609375
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 114 ÷ 27
    114 ÷ 128     		y = 0.890625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.609375 × 2 - 1) × π
    0.21875 × 3.1415926535     		Λ = 0.68722339
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.890625 × 2 - 1) × π
    -0.78125 × 3.1415926535     		Φ = -2.45436926054687
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.68722339} λ = 0.68722339}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(-2.45436926054687))-π/2
    2×atan(0.0859173698292689)-π/2
    2×0.085706893142233-π/2
    0.171413786284466-1.57079632675     		φ = -1.39938254
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.68722339} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 39.375000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° -1.39938254 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = -80.178713°
  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 78 KachelY 114 0.68722339 -1.39938254 39.375000 -80.178713
    Oben rechts KachelX + 1 79 KachelY 114 0.73631078 -1.39938254 42.187500 -80.178713
    Unten links KachelX 78 KachelY + 1 115 0.68722339 -1.40755629 39.375000 -80.647035
    Unten rechts KachelX + 1 79 KachelY + 1 115 0.73631078 -1.40755629 42.187500 -80.647035
  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(-1.39938254--1.40755629) × R
    0.00817375000000009 × 6371000     		dl = 52074.9612500006m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.39938254--1.40755629) × R
    0.00817375000000009 × 6371000     		dr = 52074.9612500006m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.68722339-0.73631078) × cos(-1.39938254) × R
    0.0490873900000001 × 0.170575586251288 × 6371000     		do = 53345.0858920148m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.68722339-0.73631078) × cos(-1.40755629) × R
    0.0490873900000001 × 0.162516017493157 × 6371000     		du = 50824.5705175479m
  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(-1.39938254)-sin(-1.40755629))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.170575586251288-0.162516017493157)×R²
    abs(0.73631078-0.68722339)×0.00805956875813035×R²
    0.0490873900000001×0.00805956875813035×6371000²
    0.0490873900000001×0.00805956875813035×40589641000000     		ar = 2712330511.43674m²