Linux/macOS 下编译GMT源码

这一节介绍如何在 Linux 或者 macOS 下编译GMT源代码。Windows用户如果想编译 GMT源码请参考GMT官方 编译指南。

编译及运行依赖

GMT的编译及运行需要如下软件：

  • CMake: >=2.8.12

  • netCDF（>=4.0且支持netCDF-4/HDF5）

  • curl

除此之外，还可以安装如下软件库以增强GMT的更多功能：

  • Ghostscript: 生成PDF或者其他位图格式的图片

  • GDAL: 读写其它地学常用的网格和图片格式

  • PCRE: 正则表达式支持

  • FFTW: 快速傅里叶变换库（>=3.3，macOS下不需要）

  • GLib: GTHREAD多线程支持

  • LAPACK: 快速矩阵反演库 （macOS下不需要）

  • BLAS：快速矩阵运算库 （macOS下不需要）

  • GraphicsMagick: 生成GIF格式的动画

  • FFmpeg: 生成MP4格式的动画

安装依赖软件

对于Ubuntu/Debian:

$ sudo apt update
# 安装编译所需软件包
$ sudo apt install build-essential cmake libcurl4-gnutls-dev libnetcdf-dev
$ sudo apt install ghostscript gdal-bin libgdal-dev libglib2.0-dev libpcre3-dev libfftw3-dev liblapack-dev
# 安装制作动画所需的软件包
$ sudo apt install graphicsmagick ffmpeg

对于CentOS/RHEL:

$ sudo yum install epel-release
# 安装编译所需软件包
$ sudo yum install gcc cmake make glibc netcdf-devel libcurl-devel
$ sudo yum install ghostscript gdal gdal-devel lapack-devel openblas-devel glib2-devel pcre-devel fftw-devel
# 安装其他可选包
$ sudo yum localinstall --nogpgcheck https://download1.rpmfusion.org/free/el/rpmfusion-free-release-`rpm -E %rhel`.noarch.rpm
$ sudo yum install GraphicsMagick ffmpeg

对于Fedora用户:

# 安装编译所需软件包
$ sudo dnf install gcc cmake make glibc netcdf-devel libcurl-devel
$ sudo dnf install ghostscript gdal gdal-devel lapack-devel openblas-devel glib2-devel pcre-devel fftw-devel
# 安装其他可选包
$ sudo dnf install https://download1.rpmfusion.org/free/el/rpmfusion-free-release-`rpm -E %fedora`.noarch.rpm
$ sudo dnf install GraphicsMagick ffmpeg

对于macOS用户，建议使用 Homebrew 安装依赖:

# 安装必须依赖
brew install cmake curl netcdf
brew install ghostscript gdal pcre2 glib fftw graphicsmagick ffmpeg

下载源码及数据

编译GMT需要下载如下三个文件：

  1. GMT 6.1.1 源码：gmt-6.1.1-src.tar.gz

  2. 全球海岸线数据GSHHG：gshhg-gmt-2.3.7.tar.gz

  3. 全球数字图表DCW：dcw-gmt-1.1.4.tar.gz

安装GMT

将下载的三个压缩文件放在同一个目录里，按照如下步骤进行安装：

# 解压三个压缩文件
$ tar -xvf gmt-6.1.1-src.tar.gz
$ tar -xvf gshhg-gmt-2.3.7.tar.gz
$ tar -xvf dcw-gmt-1.1.4.tar.gz

# 将gshhg和dcw数据复制到gmt的share目录下
$ mv gshhg-gmt-2.3.7 gmt-6.1.1/share/gshhg-gmt
$ mv dcw-gmt-1.1.4 gmt-6.1.1/share/dcw-gmt

# 切换到gmt源码目录下
$ cd gmt-6.1.1

# 用文本编辑器新建并打开CMake用户配置文件
# Linux用户
$ gedit cmake/ConfigUser.cmake
# macOS用户
$ touch cmake/ConfigUser.cmake
$ open -a TextEdit cmake/ConfigUser.cmake

向 cmake/ConfigUser.cmake 文件中加入如下语句:

set (CMAKE_INSTALL_PREFIX "/opt/GMT-6.1.1")

set (GMT_USE_THREADS TRUE)
set (GMT_ENABLE_OPENMP TRUE)

  • CMAKE_INSTALL_PREFIX 用于设置GMT的安装路径，上面的语句会将GMT安装在 /opt/GMT-6.1.1 目录下，用户可以自行修改为其他路径。没有 root 权限的一般用户，可以将安装路径设置为 /home/xxx/software/GMT-6.1.1 等有可读写权限的路径；

  • GMT_USE_THREADS 和 GMT_ENABLE_OPENMP 设置为 TRUE 会为GMT的某些模块增加多线程并行功能以加速计算，也可以不设置。

小技巧

此处为了便于一般用户理解，只向 cmake/ConfigUser.cmake 中写入了必要的语句。用户可以将GMT提供的配置模板 cmake/ConfigUserTemplate.cmake 复制为 cmake/ConfigUser.cmake并根据配置文件中的大量注释说明信息自行修改配置文件。进一步，可以将高级配置模板 cmake/ConfigUserAdvancedTemplate.cmake 复制为 cmake/ConfigUserAdvanced.cmake 并根据注释说明信息修改高级配置。

继续执行如下命令以检查GMT的依赖是否满足:

# 注意，此处新建的 build 文件夹位于GMT源码压缩包解压出来的 gmt-6.1.1 目录下，不是 gmt-6.1.1/cmake 目录下，更不是 /opt/GMT-6.1.1
$ mkdir build
$ cd build/
$ cmake ..

cmake .. 会检查系统软件是否满足GMT的依赖关系，过程中会输出大量信息，并在最后汇总输出检查结果。我们只需要关注检查结果是否正确即可。正常情况下结果结果如下，若存在一些差异也没有问题。只要过程中不出现报错，即可。如果出现报错，则需要检查之前的步骤是否有误，检查完成后删除原build目录再新建build，继续执行 cmake ..，直到出现类似的检查结果:

*
*  GMT Version:               : 6.1.1
*
*  Options:
*  Found GSHHG database       : /home/user/GMT/gmt-6.1.1/share/gshhg (2.3.7)
*  Found DCW-GMT database     : /home/user/GMT/gmt-6.1.1/share/dcw-gmt (1.1.4)
*  Found GMT data server      : https://oceania.generic-mapping-tools.org
*  NetCDF library             : /usr/lib64/libnetcdf.so
*  NetCDF include dir         : /usr/include
*  GDAL library               : /usr/lib64/libgdal.so
*  GDAL include dir           : /usr/include/gdal
*  FFTW library               : /usr/lib64/libfftw3f.so
*  FFTW include dir           : /usr/include
*  Accelerate Framework       :
*  Regex support              : PCRE (/usr/lib64/libpcre.so)
*  ZLIB library               : /usr/lib64/libz.so
*  ZLIB include dir           : /usr/include
*  LAPACK library             : yes
*  BLAS library               : yes
*  License restriction        : no
*  Triangulation method       : Shewchuk
*  OpenMP support             : enabled
*  GLIB GTHREAD support       : enabled
*  Build mode                 : shared
*  Build GMT core             : always [libgmt.so]
*  Build PSL library          : always [libpostscriptlight.so]
*  Build GMT supplements      : yes [supplements.so]
*  Build GMT Developer        : yes
*  Build proto supplements    : none
*  Found Ghostscript (gs)     : yes (9.50)
*  Found GraphicsMagick (gm)  : yes (1.3.33)
*  Found ffmpeg               : yes (4.2.1)
*  Found open                 : yes
*  Found ogr2ogr              : yes (2.4.2)
*  Found gdal_translate       : yes (2.4.2)
*
*  Locations:
*  Installing GMT in          : /opt/GMT-6.1.1
*  GMT_DATADIR                : /opt/GMT-6.1.1/share
*  GMT_DOCDIR                 : /opt/GMT-6.1.1/share/doc
*  GMT_MANDIR                 : /opt/GMT-6.1.1/share/man
-- Configuring done
-- Generating done

警告

Anaconda用户请注意！由于Anaconda中也安装了FFTW、GDAL、netCDF等库文件，GMT在配置过程中可能会找到Anaconda提供的库文件，进而导致配置、编译或执行过程中出错。

解决办法是，在 ~/.bashrc 中将 Anaconda 相关的环境变量注释掉，以保证GMT 在配置和编译过程中找到的不是 Anaconda 提供的库文件。待GMT安装完成后，再将 Anaconda 相关环境变量改回即可。

检查完毕后，开始编译和安装:

$ make -j
$ sudo make -j install

注解

-j 选项可以实现并行编译以减少编译时间。但据用户报告，某些Ubuntu发行版下使用 -j 选项会导致编译过程卡死。Ubuntu用户建议在上面的两条命令中去掉 -j 选项。

修改环境变量

打开终端，使用如下命令用文件编辑器打开Bash配置文件:

# Linux 用户
gedit ~/.bashrc

# macOS 用户
open ~/.bash_profile

然后向文件末尾加入如下语句以修改环境变量。修改完成后保存文件并退出，然后重启终端使其生效:

export GMT6HOME=/opt/GMT-6.1.1
export PATH=${GMT6HOME}/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:${GMT6HOME}/lib64

说明：

  • 第一个命令添加了环境变量 GMT6HOME

  • 第二个命令修改 GMT6 的 bin 目录加入到 PATH 中，使得终端可以找到GMT命令

  • 第三个命令将 GMT6 的 lib 目录加入到动态链接库路径中。通常，32位系统的路径为 lib，64位系统的路径为 lib64

测试是否安装成功

重新打开一个终端，键入如下命令，若正确显示GMT版本号，则表示安装成功:

$ gmt --version
6.1.1

升级/卸载GMT

按照上面的配置，GMT会被安装到 /opt/GMT-6.1.1 目录下。若想要卸载GMT，可以直接删除整个 /opt/GMT-6.1.1 即可。

GMT不支持自动更新，因而若想要升级GMT，通常建议先卸载GMT，然后再下载新版源码并按照上面的步骤重新编译安装。

当然，高级用户也可以同时安装多个版本的GMT，但需要注意环境变量 PATH 的设置。