気象データの処理・作図のプログラム例の実行には、Python 言語処理系と、 よく知られている matplotlib, NumPy, Pandas などのほかに、 地図上にデータを表示するパッケージを必要とする。 数年まえの例文では Basemap というパッケージがつかわれているが、それは開発が終了し、 その開発者たちは Cartopy にうつることをすすめている。 Cartopy の配布もとは https://scitools.org.uk/cartopy/ で、 開発はイギリス気象庁 (UK Met Office) ではじまったそうだ。
わたしは (自分のパソコンでは) Linux は Ubuntu という distribution をつかっている。 Python のパッケージは、Ubuntu のパッケージ追加機能の apt で入れることと、 Python のパッケージ追加機能の pip で入れることができる。 また、Anaconda をインストールすることもできる。
2023年度から、増田の Linux マシンでは、Anaconda を /usr/local/anaconda3 にインストールし、conda コマンドによって Cartopy をインストールすることにした。 管理者アカウントで Anaconda を インストールして、 そのときできる「.bashrc」の追加部分を、 「/etc/skel/.bashrc」にも追加すれば、 そのあと登録された一般ユーザーも Python, Cartopy をつかうことができる。 インストール手順メモは、残念ながら、2024-05-05現在、まだできていない。
Windows に Python をインストールして、コマンドパスをとおしてあれば、 パッケージのインストールはつぎのようにコマンドプロンプトから pip でできる。
py -m pip install パッケージ名
ところが、Cartopy は pip ではインストールできない (できるのかもしれないが正しい手順をつかむのがむずかしい)。
Anaconda をつかうと、その中で Cartopy をインストールすることができる。 Python をインストールしないで、 Anaconda (その内に Python をふくむ) をインストールするところからはじめたほうがよいかもしれない。
ただし、Anaconda はディスクを大量に消費するので (標準的インストールをしただけで 3 ギガバイト)、 最小版の Miniconda を入れて、必要に応じてパッケージを追加していったほうがよいかもしれない。 つかいたいパッケージが前提としているパッケージを入れることは、 たぶん自動的にやってくれると思うが、人が指示する必要があることもあるかもしれない。
また、(Python言語処理系だけならばフリーだが) Anacondaのライセンスは、個人利用や教育用は無料だが、 営利企業での利用は有料になることがあるので、とくに学生が卒業後に仕事でつかおうとするときは 注意が必要だ。
Windows 7 でも 10 でも、 ひとつのマシンを複数のユーザーアカウントでつかいわけることができる。 ユーザーアカウントの権限には、管理者と、一般ユーザーがある。 Anaconda は、インストールする際に、 ひとりのユーザー専用にするのか、複数のユーザーで共用するのかの選択ができる。 しかし、複数ユーザーによる共用にはいろいろ制約があって、わたしはまだうまく設定できていない。 ここでは、自分専用のパソコンで、管理者権限のあるユーザーがインストールし、 実行も同じユーザーアカウントですることを想定する。 (Python の入門書で Anaconda のインストールにふれているものも、 わたしが見たかぎりいずれも、自分専用でインストールすることをすすめている。)
Anaconda を「自分専用」でインストールすると、 そのユーザーのホームディレクトリ (とよんでおく) の下にインストールされる。 ホームディレクトリは、ふつう、「ユーザー」というディレクトリの下の、 ユーザーアカウント名のディレクトリである。 (Microsoftアカウントを利用してユーザーアカウントをつくったときは、ちがうこともある。 Microsoftに登録されたメールアドレスの最初の部分によるらしい。) Anaconda が正常にインストールされ正常に動作するためには、 このディレクトリ名が、ASCIIコードのアルファベット、数字、アンダースコア (「_」) だけから 構成されたものである必要があるようだ。 日本語文字 (漢字、かな) をふくんでいたり、 ASCII であっても空白 (「 」) をふくんでいたりすると、 インストールに失敗することや、インストールはできても正常に動作しないことがある。 ホームディレクトリ名にそのような問題があるときは、 問題のないアカウント名で、もうひとつユーザーを登録し、管理者権限をもたせて、 Anaconda のインストールと Python プログラムの実行は そちらのアカウントでやることにしたほうがよいだろう。
プログラムの編集には、テキストエディタをつかう。 Windows の「メモ帳」でもなんとかなるだろうが、 ファイル名の拡張子が「.txt」になってしまう、 日本語文字コードとして Shift_JIS を想定していて UTF-8 だと文字化けする、などの問題がある。 プログラマー向きとされるエディタソフトウェアを何かいれたほうがよいかもしれない。 (研究室の Windows マシンには「サクラエディタ」をいれた。) Anacondaとともにインストールされる Spyder のエディタをつかうのがよいかもしれない。
Windowsの「エクスプローラ」で、「.py」でおわるファイル名が Python と関係づけられていると、 エクスプローラでファイルを単純に左クリックした際にそれを Python で実行しようとするが、うまくいかない。 編集したいときは、右クリックで「プログラムから開く」を選択し、そこからテキストエディタを開くようにする。 関係づけを変えることができれば、左クリックでテキストエディタが起動するようにしておくのがよいと思う。
Windowsむけの Anaconda をインストールすると、Anaconda Navigator や Anaconda Powershell Prompt のほかに、 Spyder というソフトウェアが実行可能になる。 これは、Python の対話型実行環境である。
画面が分割されていて、 左側がエディタ (上のメニューにある「Run」を選択すると編集中のスクリプトが実行される)、 右下が IPython コンソール画面 (Python 言語の命令文を直接打ちこむと実行される) である。 右上にはいくつかの機能がまとめられているが、 ここの「Plots」を選択すると plt.show() によって書きだされた図形を見ることができる。 (ただし縮小されている。大きくして見るには右クリックから「Save plot as」でファイルに保存するか、 「Copy image」でクリップボード経由でほかの画像表示ソフトウェアにはりつける必要がある。)
スクリプトをすこしずつ修正して実行しなおしたり、 スクリプト実行後の変数の値をコンソール画面で確認したりすることができるので、 プログラム(スクリプト)の開発や、値をすこしずつ変えた実験的計算などに便利である。
Python スクリプト実行時の作業ディレクトリとしては、 そのスクリプトファイルが置かれていたディレクトリがつかわれる。