Python と そのパッケージの インストール と 実行のしかたについてのメモ

地図上にデータを表示できる構成にする: Cartopy をつかう

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 にうつるころをすすめている。 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。

Linux (Ubuntu) のばあい

わたしは 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。 ところが、Cartopy は pip で入れることが (できるらしいのだが) むずかしい。 また、apt と pip を併用すると整合しないことがある。 パッケージを全部 apt で入れたほうがよい。 apt でつかう Python のバージョン3に対応するパッケージ名は「python3-」ではじまっている。

わたしは Ubuntu 18.04 で Cartopy をつかいはじめた。 ためした範囲の動作はだいたい期待どおりなのだが、warning (警告) メッセージが出た。

UserWarning: Steps argument should be a sequence of numbers increasing from 1 to 10, inclusinve. Behavior with values outside this range is undefined, and will raise a ValueError in future versions of mpl.

warnings.warn('Steps argument should be a sequence of number\n'

そのメッセージの文字列でウェブ検索してみたところ、 Cartopy の古いバージョン (0.14.2) のバグで、新しいバージョン (0.16.0 以後) では解決しているらしかった。 OS を Ubuntu 20.04 に更新したら、それにともなって Cartopy も新しいバージョンになって、 warning は出なくなった。

わたしはいまのところ Linux では Anaconda をつかっていない。

Windows のばあい

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 で Pythonをつかう準備 (Anaconda, Cartopy のインストール) の具体的手順

Windows 10 にAnacondaを入れる

Anaconda に Cartopy を入れる


Windows + Anaconda での Python プログラムの実行手順

Python によるプログラムをコマンドラインから起動する

Python によるプログラムを Spyder から実行する

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。


2021-04-25 .. 2021-05-08, 2021-05-21
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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