Comment créer une représentation 3D précise d’une image haute résolution de la Lune acquise avec notre propre téléscope grâce à un modèle numérique de terrain lunaire?
Les monts du Caucase
Image acquise avec téléscope Mewlon 250 CRS @ F/D 24
Les monts du Caucase
Vue 3D finale avec mise en perspective du relief montagneux
Notre image amateur est une image au format Tiff où chaque pixel bénéficie de coordonnées cartésiennes simples X et Y. La valeur numérique de ce pixel correspond à une intensité lumineuse (luminance) codée sur 8 ou 16 bits en général.
Pour élever notre image initiale en trois dimensions (3D), il nous faut connaitre pour chaque pixel de notre image la hauteur ou plus exactement l’altitude précise. Or notre image n’a pas de coordonnées géodésiques (latitude et longitude) et nous ne pouvons pas connaitre l’élévation en chaque point.
Cependant, nous pouvons bénéficier de ce que l’on appelle un modèle numérique de terrain (MNT) ou DEM en anglais (digital elevation model). Ces modèles ont été acquis avec le système de mesure LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter) à partir soit de l’orbiteur américain LRO en orbite basse à 50 km d’altitude (Lunar Orbiter Reconnaissance – NASA) soit de l’orbiteur japonais Kaguya en orbite à 100 km d’altitude (JAXA).
Ces modèles librement disponibles peuvent être téléchargés. Plusieurs résolutions sont disponibles en fonction de la précision requise. J’ai téléchargé la plus résolue : Moon LRO LOLA – SELENE Kaguya TC DEM Merge 60N60S 59m v1 (22 Go), 512 pixel/degré d’angle soit 51 m/pixel, précision des altitudes ± 3m.
Moon DEM
projection cylindrique ±60° @ 512pix /degré ou 51 m/pix
Données altimétriques affichées en fausse couleur
Ce type d’image constituée de pixels qui ont une valeur géodésique (coordonnées géographiques et altitude) est appelée Raster, écrit au format Tiff et plus précisément GeoTiff. Ils ne sont utilisables qu’avec des logiciels professionnels très spécifiques et dédiés aux représentations des données géodésiques. Le logiciel libre QGIS est donc celui qu’il nous faut utiliser.
Ce type de modèle représente un gros volume de données (22 Go) et il nous faut le découper pour obtenir une zone un peu plus grande que la surface lunaire couverte par notre image acquise de la Lune, dont la manipulation informatique sera plus rapide en terme de temps de calcul.
Notre image en niveaux de gris nous renseigne sur l’emprise nécessaire à réaliser sur le Moon DEM 
La découpe d’un Raster adapté est réalisée sur le Moon DEM
Notre image, qui ne contient aucune coordonnée géographique, doit donc être « géoréférencée » dans l’application QGIS, par le recalage de 40 à 60 points précisément sélectionnés sur chaque image (petits cratères en général).
Côte à côte les points de recalage sont positionnés sur notre image 2D puis sur le Raster DEM 
Notre image maintenant géoréférencée est fusionnée sur le moddèle numérique d’altimétrie (Raster DEM)
Nous allons pouvoir ainsi réaliser une vue tridimensionnelle de notre image qui conserve son information de luminosité (luminance) mais dont le lieu de positionnement de cette information est « élevé » en z dans le cadre d’un affichage x,y,z.
Les deux couche (DEM et Image) sont superposées dans un affichage 3D mais sans appliquer encore l’élévation altimétrique 
L’élévation altimétrique est activée et le relief apparait 
La couche DEM est supprimée de l’affichage 3D pour ne percevoir que notre image 2D maintenant affichée en 3D Vue 3D des Monts du Caucasse
