Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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14 / 9216 / 15360
↖ ↑ ↗
← S 82.676285°
E 22.500000°		 ← 311.46 m → S 82.676285°
E 22.521973°		 →
↑
311.35 m
↓
↑
311.35 m
↓
S 82.679085°
E 22.500000°		 ← 311.34 m →
96 954 m²		 S 82.679085°
E 22.521973°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 14 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 9216 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 15360 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.562530517578125 y=0.937530517578125 und der Vergrößerungsstufe zoom=14 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.562530517578125 × 214)
    floor (0.562530517578125 × 16384)
    floor (9216.5)     		tx = 9216
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.937530517578125 × 214)
    floor (0.937530517578125 × 16384)
    floor (15360.5)     		ty = 15360
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 14 / 9216 / 15360 ti = "14/9216/15360"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/14/9216/15360.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 9216 ÷ 214
    9216 ÷ 16384     		x = 0.5625
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 15360 ÷ 214
    15360 ÷ 16384     		y = 0.9375
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.5625 × 2 - 1) × π
    0.125 × 3.1415926535     		Λ = 0.39269908
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.9375 × 2 - 1) × π
    -0.875 × 3.1415926535     		Φ = -2.7488935718125
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.39269908} λ = 0.39269908}
    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° 0.39269908} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 22.500000°
    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 9216 KachelY 15360 0.39269908 -1.44297339 22.500000 -82.676285
    Oben rechts KachelX + 1 9217 KachelY 15360 0.39308258 -1.44297339 22.521973 -82.676285
    Unten links KachelX 9216 KachelY + 1 15361 0.39269908 -1.44302226 22.500000 -82.679085
    Unten rechts KachelX + 1 9217 KachelY + 1 15361 0.39308258 -1.44302226 22.521973 -82.679085
  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--1.44302226) × R
    4.88700000000897e-05 × 6371000     		dl = 311.350770000571m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(-1.44297339--1.44302226) × R
    4.88700000000897e-05 × 6371000     		dr = 311.350770000571m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.39269908-0.39308258) × cos(-1.44297339) × R
    0.000383500000000037 × 0.127475144203388 × 6371000     		do = 311.457279116568m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.39269908-0.39308258) × cos(-1.44302226) × R
    0.000383500000000037 × 0.127426672744109 × 6371000     		du = 311.338849842248m
  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(-1.44302226))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.127475144203388-0.127426672744109)×R²
    abs(0.39308258-0.39269908)×4.84714592793034e-05×R²
    0.000383500000000037×4.84714592793034e-05×6371000²
    0.000383500000000037×4.84714592793034e-05×40589641000000     		ar = 96954.0271718693m²