Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 86016 / 20480
↖ ↑ ↗
← N 76.840817°
E 56.250000°		 ← 69.53 m → N 76.840817°
E 56.252747°		 →
↑
69.57 m
↓
↑
69.57 m
↓
N 76.840191°
E 56.250000°		 ← 69.54 m →
4 838 m²		 N 76.840191°
E 56.252747°
↙ ↓ ↘

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 86016 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 20480 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.656253814697266 y=0.156253814697266 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.656253814697266 × 217)
    floor (0.656253814697266 × 131072)
    floor (86016.5)     		tx = 86016
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.156253814697266 × 217)
    floor (0.156253814697266 × 131072)
    floor (20480.5)     		ty = 20480
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 86016 / 20480 ti = "17/86016/20480"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/86016/20480.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 86016 ÷ 217
    86016 ÷ 131072     		x = 0.65625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 20480 ÷ 217
    20480 ÷ 131072     		y = 0.15625
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.65625 × 2 - 1) × π
    0.3125 × 3.1415926535     		Λ = 0.98174770
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.15625 × 2 - 1) × π
    0.6875 × 3.1415926535     		Φ = 2.15984494928125
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.98174770} λ = 0.98174770}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(2.15984494928125))-π/2
    2×atan(8.66979329656196)-π/2
    2×1.45596078656658-π/2
    2.91192157313317-1.57079632675     		φ = 1.34112525
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.98174770} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 56.250000°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 1.34112525 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 76.840817°
  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 86016 KachelY 20480 0.98174770 1.34112525 56.250000 76.840817
    Oben rechts KachelX + 1 86017 KachelY 20480 0.98179564 1.34112525 56.252747 76.840817
    Unten links KachelX 86016 KachelY + 1 20481 0.98174770 1.34111433 56.250000 76.840191
    Unten rechts KachelX + 1 86017 KachelY + 1 20481 0.98179564 1.34111433 56.252747 76.840191
  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(1.34112525-1.34111433) × R
    1.09200000000254e-05 × 6371000     		dl = 69.5713200001615m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(1.34112525-1.34111433) × R
    1.09200000000254e-05 × 6371000     		dr = 69.5713200001615m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.98174770-0.98179564) × cos(1.34112525) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.227657249737119 × 6371000     		do = 69.5323839672786m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.98174770-0.98179564) × cos(1.34111433) × R
    4.79399999999686e-05 × 0.227667882978862 × 6371000     		du = 69.5356316330068m
  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(1.34112525)-sin(1.34111433))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.227657249737119-0.227667882978862)×R²
    abs(0.98179564-0.98174770)×1.0633241743524e-05×R²
    4.79399999999686e-05×1.0633241743524e-05×6371000²
    4.79399999999686e-05×1.0633241743524e-05×40589641000000     		ar = 4837.57270765194m²