Linux/macOS 下编译 GMT 源码

撰写:

田冬冬

最近更新日期:

2022-06-19

这一节介绍如何在 Linux 或 macOS 下编译 GMT 源代码。仅供需要自行编译 GMT 最新版本或开发 版本的读者参考。

安装依赖软件

GMT 的编译及运行依赖于其他软件。

必须的依赖软件包括：

  • CMake（>=2.8.12）

  • netCDF（>=4.0 且支持 netCDF-4/HDF5）

  • curl

  • Ghostscript：生成 PDF、JPG 等格式的图片

  • GDAL：读写多种格式的地理空间数据

可选的依赖软件包括：

  • Ninja: 快速的构建系统 [可选但推荐]

  • GEOS：地理信息系统的几何算法库

  • 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（>=2.32）

  • 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

Fedora:

# 安装必须软件包
$ sudo dnf install gcc cmake ninja-build glibc netcdf-devel libcurl-devel gdal gdal-devel
$ sudo dnf install geos-devel lapack-devel openblas-devel glib2-devel pcre-devel fftw-devel
$ sudo dnf install ghostscript xdg-utils
# 安装可选软件包
$ sudo dnf install https://download1.rpmfusion.org/free/fedora/rpmfusion-free-release-`rpm -E %fedora`.noarch.rpm
$ sudo dnf install GraphicsMagick ffmpeg

Ubuntu/Debian:

# 更新软件包列表
$ sudo apt update
# 安装必须软件包
$ sudo apt install build-essential cmake ninja-build libcurl4-gnutls-dev libnetcdf-dev gdal-bin libgdal-dev
$ sudo apt install libgeos-dev libglib2.0-dev libpcre3-dev libfftw3-dev liblapack-dev
$ sudo apt install ghostscript xdg-utils
# 安装可选软件包
$ sudo apt install graphicsmagick ffmpeg

macOS 用户可以使用 Homebrew 安装依赖 （未安装 Homebrew 的用户，可以参考 《macOS 配置指南》 了解如何安装与使用）:

# 安装必须软件包
$ brew install cmake ninja curl netcdf
$ brew install ghostscript gdal geos pcre2 glib fftw
# 安装可选软件包
$ brew install graphicsmagick ffmpeg

下载源码及数据

编译 GMT 需要下载如下三个文件：

  1. GMT 6.5.0 源码：gmt-6.5.0-src.tar.xz

  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-2.1.2.tar.gz

备注

如果想编译 GMT 开发版，可以使用如下命令获取 GMT 最新开发版源码:

$ git clone --depth 50 https://github.com/GenericMappingTools/gmt

其余操作与编译 GMT 正式版基本没有区别。

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-6.5.0-src.tar.xz
$ tar -xvf gshhg-gmt-2.3.7.tar.gz
$ tar -xvf dcw-gmt-2.1.2.tar.gz

# 将 gshhg 和 dcw 数据复制到 gmt 的 share 目录下
$ mv gshhg-gmt-2.3.7 gmt-6.5.0/share/gshhg-gmt
$ mv dcw-gmt-2.1.2 gmt-6.5.0/share/dcw-gmt

# 切换到 gmt 源码目录下
$ cd gmt-6.5.0

# 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-6.5.0")
set (GMT_USE_THREADS 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-6.5.0 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/opt/GMT-6.5.0 等有可读写 权限的路径

  • GMT_USE_THREADS 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。 也可以进一步将高级配置模板 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：

备注

以下的 mkdir build 命令新建的 build 文件夹位于 GMT 源码压缩包 解压出来的 gmt-6.5.0 目录下。 不是 gmt-6.5.0/cmake 目录下，更不是 /opt/GMT-6.5.0。

$ mkdir build
$ cd build/
$ cmake .. -G Ninja

cmake .. -G Ninja 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 .. -G Ninja，直到出现类似的检查结果:

*
*  GMT Version:               : 6.5.0
*
*  Options:
*  Found GSHHG database       : /home/user/GMT/gmt-6.5.0/share/gshhg (2.3.7)
*  Found DCW-GMT database     : /home/user/GMT/gmt-6.5.0/share/dcw-gmt (2.1.2)
*  Found GMT data server      : oceania
*  NetCDF library             : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnetcdf.so
*  NetCDF include dir         : /usr/include
*  Curl library               : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libcurl.so
*  Curl include dir           : /usr/include/x86_64-linux-gnu
*  GDAL library               : /usr/lib/libgdal.so
*  GDAL include dir           : /usr/include/gdal
*  GEOS library               : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgeos_c.so
*  GEOS include dir           : /usr/include
*  FFTW library               : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libfftw3f.so
*  FFTW threads library       : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libfftw3f_threads.so
*  FFTW include dir           : /usr/include
*  Accelerate Framework       :
*  Regex support              : PCRE (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpcre.so)
*  ZLIB library               : /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libz.so
*  ZLIB include dir           : /usr/include
*  LAPACK library             : yes
*  BLAS library               : yes
*  License restriction        : no
*  Triangulation method       : Shewchuk
*  OpenMP support             : disabled (GMT_ENABLE_OPENMP not set)
*  GLIB GTHREAD support       : enabled (2.64.6)
*  Build generator            : Unix Makefiles
*  Build GMT core             : always [libgmt.so]
*  Build PSL library          : always [libpostscriptlight.so]
*  Build GMT supplements      : yes [supplements.so]
*  Build GMT for developers   : yes
*  Build proto supplements    : none
*  Build module links         : no
*  Found Ghostscript (gs)     : yes (9.50)
*  Found GraphicsMagick (gm)  : yes (1.3.35)
*  Found ffmpeg               : yes (4.2.4)
*  Found open                 : no
*  Found ogr2ogr              : yes (3.0.4)
*  Found gdal_translate       : yes (3.0.4)
*
*  Locations:
*  Installing GMT in          : /opt/GMT-6.5.0
*  GMT_DATADIR                : /opt/GMT-6.5.0/share
*  GMT_DOCDIR                 : /opt/GMT-6.5.0/share/doc
*  GMT_MANDIR                 : /opt/GMT-6.5.0/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 Shell 配置文件（~/.bashrc 或 ~/.zshrc）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:

$ cmake --build .
$ sudo cmake --build . --target install

修改环境变量

打开终端，使用如下命令用文件编辑器打开 Shell 配置文件:

# Linux 用户
$ gedit ~/.bashrc

# macOS 用户
$ open ~/.zshrc

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-6.5.0
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，使得在终端或脚本中可以找到 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
6.5.0

升级/卸载 GMT

按照上面的配置，GMT 会被安装到 /opt/GMT-6.5.0 目录下。若想要卸载 GMT， 可以直接删除整个 /opt/GMT-6.5.0 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。