安装与环境配置

第二章 安装与环境配置

2.1 系统要求

2.1.1 硬件要求

QGIS对硬件的要求相对适中,但处理大型数据集时需要更好的配置。

最低要求

组件 最低要求
处理器 双核 2.0 GHz
内存 4 GB RAM
硬盘 2 GB 可用空间
显示器 1024×768 分辨率
显卡 支持OpenGL 2.0

推荐配置

组件 推荐配置
处理器 四核 3.0 GHz 或更高
内存 16 GB RAM 或更多
硬盘 SSD,10 GB+ 可用空间
显示器 1920×1080 或更高
显卡 独立显卡,2GB+ 显存

大数据处理配置

组件 高端配置
处理器 8核心 或更多
内存 32-64 GB RAM
硬盘 NVMe SSD
显示器 双显示器
显卡 专业级显卡

2.1.2 操作系统支持

Windows

  • Windows 10(64位)
  • Windows 11(64位)
  • 不再支持32位系统和Windows 7/8

macOS

  • macOS 10.15 (Catalina) 或更新
  • 支持Intel和Apple Silicon (M1/M2)

Linux

  • Ubuntu 20.04 LTS 或更新
  • Debian 10 或更新
  • Fedora 34 或更新
  • openSUSE Leap 15.3 或更新
  • Arch Linux(滚动发布)

其他Unix

  • FreeBSD(通过ports)
  • 其他BSD变种

2.1.3 软件依赖

QGIS依赖于多个开源库,通常在安装时自动包含:

用途
Qt5/Qt6 图形用户界面框架
GDAL/OGR 空间数据读写
PROJ 坐标转换
GEOS 几何运算
SQLite/SpatiaLite 本地数据库
Python 脚本和插件支持
PyQt Python图形界面

2.2 Windows安装

2.2.1 标准安装程序

步骤1:下载安装包

  1. 访问QGIS官网:https://qgis.org/download/

  2. 选择适合的版本:

    • QGIS LTS:推荐生产环境使用
    • QGIS Latest:获取最新功能
  3. 下载64位Windows安装程序(.msi文件)

步骤2:安装QGIS

1. 双击下载的安装文件
2. 如有安全提示,点击"是"允许运行
3. 选择安装语言(Chinese Simplified)
4. 阅读并接受许可协议
5. 选择安装位置(默认:C:\Program Files\QGIS x.x)
6. 选择安装组件:
   - QGIS Desktop(必选)
   - QGIS Server(可选,服务器功能)
   - 示例数据(推荐)
7. 点击"安装"开始安装
8. 等待安装完成
9. 点击"完成"

步骤3:首次启动

安装完成后,可通过以下方式启动QGIS:

  • 开始菜单 → QGIS 3.x → QGIS Desktop
  • 桌面快捷方式
  • 命令行:"C:\Program Files\QGIS 3.x\bin\qgis-bin.exe"

2.2.2 OSGeo4W安装

OSGeo4W是一个更灵活的安装方式,适合需要管理多个OSGeo软件或需要特定版本的用户。

下载安装器

访问:https://trac.osgeo.org/osgeo4w/
下载:osgeo4w-setup.exe

安装步骤

  1. 运行 osgeo4w-setup.exe

  2. 选择安装类型:

    • Express Install:快速安装预配置的QGIS
    • Advanced Install:自定义选择组件
  3. Express Install选项:

    • QGIS:安装最新稳定版
    • QGIS LTR:安装长期支持版
    • QGIS Dev:安装开发版(不推荐)
  4. Advanced Install(高级用户):

    Select Packages界面中选择:
    Desktop > qgis: QGIS Desktop
    Desktop > qgis-ltr: QGIS LTR
    Libs > gdal: GDAL/OGR库
    Libs > proj: PROJ投影库
    Commandline_Utilities > gdal: GDAL工具
    
  5. 完成安装

OSGeo4W Shell使用

OSGeo4W安装后提供命令行环境:

:: 启动OSGeo4W Shell
开始菜单 > OSGeo4W > OSGeo4W Shell

:: 在Shell中运行GDAL命令
gdalinfo --version

:: 运行QGIS
qgis

2.2.3 便携版安装

便携版QGIS无需安装,可从U盘直接运行。

获取便携版

  • 官方不提供便携版,但可以使用第三方打包
  • 或从OSGeo4W安装后复制必要文件

创建便携环境

:: 1. 安装OSGeo4W到D:\QGIS-Portable
:: 2. 创建启动脚本 run_qgis.bat
@echo off
set OSGEO4W_ROOT=D:\QGIS-Portable
set PATH=%OSGEO4W_ROOT%\bin;%PATH%
set QGIS_PREFIX_PATH=%OSGEO4W_ROOT%\apps\qgis
call "%OSGEO4W_ROOT%\bin\o4w_env.bat"
start "" "%OSGEO4W_ROOT%\bin\qgis-bin.exe"

2.3 macOS安装

2.3.1 官方安装包

步骤1:下载DMG文件

1. 访问 https://qgis.org/download/
2. 选择 macOS 版本
3. 下载 .dmg 文件

步骤2:安装

1. 双击 .dmg 文件挂载
2. 将 QGIS.app 拖到 Applications 文件夹
3. 首次运行时右键选择"打开"绑过Gatekeeper

处理安全警告

macOS可能阻止未签名应用:

# 如果遇到"无法打开"错误
sudo xattr -rd com.apple.quarantine /Applications/QGIS.app

2.3.2 Homebrew安装

使用Homebrew可以方便地管理QGIS:

# 安装Homebrew(如果未安装)
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

# 添加OSGeo tap
brew tap osgeo/osgeo4mac

# 安装QGIS
brew install --cask qgis

# 或安装特定版本
brew install --cask qgis-ltr

更新QGIS

brew upgrade --cask qgis

2.3.3 Apple Silicon支持

QGIS 3.22+版本原生支持Apple Silicon(M1/M2):

  • 直接下载通用版安装包
  • Homebrew自动安装适合架构的版本

验证架构

# 在终端检查QGIS架构
file /Applications/QGIS.app/Contents/MacOS/QGIS
# 应显示:arm64(Apple Silicon)或 x86_64(Intel)

2.4 Linux安装

2.4.1 Ubuntu/Debian

使用官方PPA(推荐)

# 添加QGIS签名密钥
sudo mkdir -m755 -p /etc/apt/keyrings
sudo wget -O /etc/apt/keyrings/qgis-archive-keyring.gpg https://download.qgis.org/downloads/qgis-archive-keyring.gpg

# 添加QGIS仓库(Ubuntu 22.04示例)
sudo bash -c 'cat > /etc/apt/sources.list.d/qgis.sources << EOF
Types: deb deb-src
URIs: https://qgis.org/ubuntu
Suites: jammy
Architectures: amd64
Components: main
Signed-By: /etc/apt/keyrings/qgis-archive-keyring.gpg
EOF'

# 更新并安装
sudo apt update
sudo apt install qgis qgis-plugin-grass

# 安装Python支持
sudo apt install python3-qgis

安装LTR版本

# 更改仓库中的地址
# 将 https://qgis.org/ubuntu 改为 https://qgis.org/ubuntu-ltr

使用Ubuntu默认仓库

# 简单但版本可能较旧
sudo apt install qgis

2.4.2 Fedora

# 使用DNF安装
sudo dnf install qgis qgis-python qgis-grass

# 或添加COPR仓库获取最新版
sudo dnf copr enable dani/qgis
sudo dnf install qgis

2.4.3 Arch Linux

# 从官方仓库安装
sudo pacman -S qgis

# 或从AUR安装最新版
yay -S qgis-git

2.4.4 openSUSE

# 添加GEO仓库
sudo zypper addrepo https://download.opensuse.org/repositories/Application:/Geo/openSUSE_Leap_15.4/Application:Geo.repo

# 安装QGIS
sudo zypper refresh
sudo zypper install qgis

2.4.5 Flatpak(通用)

# 安装Flatpak(如果未安装)
# Ubuntu
sudo apt install flatpak

# 添加Flathub仓库
flatpak remote-add --if-not-exists flathub https://flathub.org/repo/flathub.flatpakrepo

# 安装QGIS
flatpak install flathub org.qgis.qgis

# 运行
flatpak run org.qgis.qgis

2.5 Docker部署

2.5.1 QGIS Desktop(带VNC)

# Dockerfile
FROM ubuntu:22.04

RUN apt-get update && apt-get install -y \
    qgis \
    python3-qgis \
    xvfb \
    x11vnc \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

ENV DISPLAY=:99
CMD Xvfb :99 -screen 0 1920x1080x24 & x11vnc -display :99 -forever -nopw & qgis

2.5.2 使用官方Docker镜像

# 拉取QGIS镜像
docker pull qgis/qgis:release-3_28

# 运行Python脚本
docker run --rm -v $(pwd):/data qgis/qgis:release-3_28 python3 /data/my_script.py

2.5.3 QGIS Server Docker

# docker-compose.yml
version: '3'
services:
  qgis-server:
    image: camptocamp/qgis-server:3.28
    ports:
      - "8080:80"
    volumes:
      - ./projects:/etc/qgisserver
    environment:
      - QGIS_PROJECT_FILE=/etc/qgisserver/project.qgs

2.6 Python环境配置

2.6.1 QGIS内置Python

QGIS自带完整的Python环境:

Windows Python路径

C:\Program Files\QGIS 3.x\apps\Python39\
C:\Program Files\QGIS 3.x\apps\qgis\python\

访问Python控制台

菜单:插件 > Python控制台
快捷键:Ctrl + Alt + P

验证Python环境

# 在QGIS Python控制台中运行
import sys
print(sys.executable)
print(sys.version)

import qgis.core
print(qgis.core.Qgis.QGIS_VERSION)

2.6.2 外部Python调用PyQGIS

在QGIS外部使用PyQGIS需要正确配置环境:

Windows批处理脚本

@echo off
set OSGEO4W_ROOT=C:\Program Files\QGIS 3.28
set PATH=%OSGEO4W_ROOT%\bin;%PATH%
set PYTHONPATH=%OSGEO4W_ROOT%\apps\qgis\python
set PYTHONPATH=%PYTHONPATH%;%OSGEO4W_ROOT%\apps\qgis\python\plugins
set PYTHONHOME=%OSGEO4W_ROOT%\apps\Python39
set QT_QPA_PLATFORM_PLUGIN_PATH=%OSGEO4W_ROOT%\apps\Qt5\plugins

call "%OSGEO4W_ROOT%\bin\o4w_env.bat"
python %*

Linux配置

# 添加到 ~/.bashrc
export QGIS_PREFIX_PATH=/usr
export PYTHONPATH=/usr/share/qgis/python:$PYTHONPATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH

macOS配置

# 添加到 ~/.zshrc
export QGIS_PREFIX_PATH=/Applications/QGIS.app/Contents/MacOS
export PYTHONPATH=/Applications/QGIS.app/Contents/Resources/python:$PYTHONPATH
export DYLD_LIBRARY_PATH=/Applications/QGIS.app/Contents/MacOS/lib:$DYLD_LIBRARY_PATH

2.6.3 独立PyQGIS脚本

#!/usr/bin/env python3
"""
独立PyQGIS脚本模板
"""

import sys
from qgis.core import (
    QgsApplication,
    QgsProject,
    QgsVectorLayer
)

# 初始化QGIS应用(无GUI模式)
QgsApplication.setPrefixPath("/usr", True)
qgs = QgsApplication([], False)
qgs.initQgis()

# 你的代码
project = QgsProject.instance()
layer = QgsVectorLayer("/path/to/shapefile.shp", "my_layer", "ogr")

if layer.isValid():
    print(f"图层已加载,要素数量:{layer.featureCount()}")
else:
    print("图层加载失败")

# 清理
qgs.exitQgis()

2.6.4 Jupyter Notebook集成

# 安装必要包
# pip install jupyter ipykernel

# 在Jupyter中使用PyQGIS
import sys
sys.path.append('/usr/share/qgis/python')

from qgis.core import QgsApplication

# 初始化
QgsApplication.setPrefixPath('/usr', True)
qgs = QgsApplication([], False)
qgs.initQgis()

# 现在可以使用PyQGIS
from qgis.core import QgsVectorLayer, QgsProject

2.7 GRASS GIS集成

2.7.1 自动集成

大多数QGIS安装包已包含GRASS GIS集成:

# 验证GRASS集成
1. 打开 Processing 工具箱
2. 展开 GRASS 节点
3. 如果看到GRASS工具,集成成功

2.7.2 手动配置GRASS

如果GRASS未自动配置:

Windows

设置 > 选项 > 处理 > 提供者 > GRASS commands
GRASS folder: C:\Program Files\QGIS 3.x\apps\grass\grass78

Linux

设置 > 选项 > 处理 > 提供者 > GRASS commands
GRASS folder: /usr/lib/grass78

2.7.3 配置GRASS Mapset

# 在QGIS中创建GRASS数据库
1. 菜单:插件 > GRASS > 新建Mapset
2. 选择或创建GRASS数据库目录
3. 创建Location(定义坐标系)
4. 创建Mapset

2.8 SAGA GIS集成

2.8.1 配置SAGA路径

Windows

设置 > 选项 > 处理 > 提供者 > SAGA
SAGA folder: C:\Program Files\QGIS 3.x\apps\saga

Linux安装SAGA

sudo apt install saga

2.8.2 验证SAGA工具

# 打开Processing工具箱
# 展开SAGA节点
# 应显示多个工具类别:
# - Grid - Analysis
# - Grid - Calculus  
# - Terrain Analysis
# 等等

2.9 配置文件管理

2.9.1 用户配置文件位置

QGIS存储用户设置和配置:

Windows

C:\Users\<用户名>\AppData\Roaming\QGIS\QGIS3\

macOS

~/Library/Application Support/QGIS/QGIS3/

Linux

~/.local/share/QGIS/QGIS3/

2.9.2 配置文件结构

QGIS3/
├── profiles/                    # 用户配置文件
│   └── default/
│       ├── QGIS/
│       │   └── QGIS3.ini       # 主配置文件
│       ├── python/
│       │   └── plugins/        # 用户安装的插件
│       ├── processing/
│       │   ├── models/         # 处理模型
│       │   └── scripts/        # 处理脚本
│       └── templates/          # 项目模板
├── cache/                      # 缓存数据
└── logs/                       # 日志文件

2.9.3 多配置文件管理

QGIS支持多个用户配置文件:

# 使用特定配置文件启动
qgis --profile "工作配置"
qgis --profile "开发配置"

# 在QGIS中管理配置文件
# 设置 > 用户配置文件 > 新建配置文件

配置文件用途示例

  • 默认:日常使用
  • 开发:插件开发,启用更多调试选项
  • 演示:简化界面,用于培训
  • 项目A:特定项目的自定义设置

2.9.4 备份和恢复配置

备份配置

# Windows
xcopy "%APPDATA%\QGIS\QGIS3" "D:\Backup\QGIS3" /E /I

# Linux/macOS
cp -r ~/.local/share/QGIS/QGIS3 ~/backup/QGIS3

恢复配置

# 将备份复制回原位置
# 或在QGIS中导入设置

导出/导入设置

# QGIS内置功能
设置 > 用户配置文件 > 打开活动配置文件文件夹
# 可以复制/粘贴特定配置文件

2.10 首次运行设置

2.10.1 界面语言设置

1. 设置 > 选项 > 通用
2. 覆盖系统区域设置 > 勾选
3. 用户界面翻译 > 选择"简体中文"
4. 区域设置(数字,日期)> 选择适当区域
5. 点击确定
6. 重启QGIS使设置生效

2.10.2 坐标系设置

1. 设置 > 选项 > CRS和变换
2. CRS处理:
   - 新建项目的CRS:选择默认坐标系(如EPSG:4490 CGCS2000)
   - 新图层的CRS:选择"使用项目的CRS"或"提示输入CRS"
3. 坐标变换:
   - 启用"即时"CRS转换
   - 选择默认基准面转换

2.10.3 项目默认设置

1. 设置 > 选项 > 项目
2. 默认项目位置
3. 新建项目时打开默认项目
4. 自动保存间隔

2.10.4 渲染设置

1. 设置 > 选项 > 渲染
2. 渲染行为:
   - 默认使用新线程渲染图层
   - 简化阈值(用于大数据集)
3. 渲染质量:
   - 文本渲染:选择"总是(较慢)"获得最佳质量
4. 栅格设置:
   - 设置默认对比度增强

2.10.5 网络代理设置

如果需要通过代理访问网络:

1. 设置 > 选项 > 网络
2. 使用代理进行Web访问
3. 代理类型:HTTP / Socks5
4. 主机/端口/用户名/密码

2.11 验证安装

2.11.1 基本功能测试

# 在QGIS Python控制台中运行
from qgis.core import (
    Qgis, QgsVectorLayer, QgsRasterLayer,
    QgsCoordinateReferenceSystem
)

# 检查版本
print(f"QGIS版本: {Qgis.QGIS_VERSION}")

# 检查GDAL
from osgeo import gdal
print(f"GDAL版本: {gdal.__version__}")

# 检查PROJ
from pyproj import CRS
print(f"PROJ数据库可用: {CRS.from_epsg(4326)}")

# 检查GRASS
import processing
alglist = processing.algorithmHelp('grass7:v.buffer')
print("GRASS集成: 正常" if alglist else "GRASS集成: 失败")

2.11.2 数据加载测试

1. 菜单:图层 > 添加图层 > 添加矢量图层
2. 浏览到示例Shapefile
3. 验证图层是否正确显示
4. 检查属性表是否可打开

2.11.3 Processing工具箱测试

1. 打开Processing工具箱(Ctrl+Alt+T)
2. 搜索"buffer"
3. 验证是否显示以下提供者的缓冲工具:
   - QGIS(原生算法)
   - GDAL
   - GRASS
   - SAGA(如果配置)

2.12 常见安装问题

2.12.1 Windows问题

问题:安装后无法启动

解决方案:
1. 以管理员身份运行
2. 检查杀毒软件是否阻止
3. 重新安装Visual C++ Redistributable
4. 检查系统PATH变量

问题:Python插件错误

解决方案:
1. 清理插件缓存:删除 %APPDATA%\QGIS\QGIS3\profiles\default\python\plugins
2. 重新安装问题插件
3. 检查Python版本兼容性

问题:中文显示乱码

解决方案:
1. 设置 > 选项 > 数据源
2. 检查"属性表"编码设置
3. 尝试使用UTF-8或GBK编码

2.12.2 macOS问题

问题:无法打开,显示"已损坏"

# 解决方案
sudo xattr -rd com.apple.quarantine /Applications/QGIS.app

# 或在系统偏好设置中允许运行
系统偏好设置 > 安全性与隐私 > 仍要打开

问题:字体显示问题

解决方案:
1. 安装中文字体
2. 设置 > 选项 > 渲染 > 文本渲染设置

2.12.3 Linux问题

问题:缺少依赖

# 安装所有依赖
sudo apt install qgis-plugin-grass qgis-provider-grass
sudo apt install python3-qgis python3-qgis-common
sudo apt install qgis-providers

问题:GRASS工具不可用

# 安装GRASS
sudo apt install grass grass-core grass-gui grass-dev

# 设置GRASS路径
# 设置 > 选项 > 处理 > 提供者 > GRASS

问题:OpenGL错误

# 安装OpenGL支持
sudo apt install mesa-utils
sudo apt install libgl1-mesa-glx libgl1-mesa-dri

# 检查OpenGL
glxinfo | grep "OpenGL version"

2.13 卸载QGIS

2.13.1 Windows卸载

1. 控制面板 > 程序和功能
2. 选择QGIS
3. 点击卸载
4. 可选:删除用户配置
   删除 %APPDATA%\QGIS\

2.13.2 macOS卸载

# 删除应用程序
rm -rf /Applications/QGIS.app

# 删除配置(可选)
rm -rf ~/Library/Application\ Support/QGIS/
rm -rf ~/Library/Preferences/org.qgis.qgis.plist

2.13.3 Linux卸载

# Ubuntu/Debian
sudo apt remove --purge qgis qgis-plugin-grass python3-qgis
sudo apt autoremove

# 删除配置(可选)
rm -rf ~/.local/share/QGIS/
rm -rf ~/.config/QGIS/

2.14 小结

本章详细介绍了QGIS在不同操作系统上的安装方法和环境配置。

关键要点

  1. 选择适合的安装方式(标准安装/OSGeo4W/包管理器)
  2. 根据使用场景选择合适的QGIS版本(LTR或最新版)
  3. 正确配置Python环境以支持脚本和插件
  4. 集成GRASS和SAGA扩展分析功能
  5. 了解配置文件位置以便备份和管理

下一章将深入介绍QGIS的核心架构和模块设计。


上一章第01章 QGIS概述与入门

下一章第03章 核心架构与模块设计

posted @ 2026-01-08 14:04  我才是银古  阅读(20)  评论(0)    收藏  举报