Skip to article frontmatterSkip to article content
Site not loading correctly?

This may be due to an incorrect BASE_URL configuration. See the MyST Documentation for reference.

Bài 1: Cài đặt và Thiết lập Môi trường Python

Trong bài học đầu tiên này, chúng ta sẽ cài đặt các công cụ cần thiết cho việc sử dụng python trong lĩnh vực địa không gian.

1.1. Mục tiêu học tập

Sau khi hoàn thành bài học này, bạn sẽ có thể:

1.2. Tải và cài đặt VS Code

Visual Studio Code (VS Code) là một trình soạn thảo mã nguồn mở miễn phí và mạnh mẽ, hoàn hảo cho việc soạn thảo code Python.

  1. Tải VS Code:

    • Truy cập: https://code.visualstudio.com/

    • Chọn phiên bản phù hợp với hệ điều hành của bạn:

      • Windows: .exe file

      • macOS: .dmg file

      • Linux: .deb hoặc .rpm file

  2. Cài đặt VS Code:

    • Windows: Chạy file .exe, trong quá trình cài đặt, chọn :

      • ✅ Chọn “Add ‘Open with Cod’ action to Windows Explorer file context menu”.

      • ✅ Chọn “Add ‘Open with Code’ action to Windows Explorer directory context menu”.

      • ✅ Tất cả các thông số còn lại có thể chọn mặc định.

    • macOS: Mở file .dmg và kéo VS Code vào thư mục Applications

    • Linux: Sử dụng package manager hoặc cài đặt từ file đã tải. Tham khảo thêm ở đây.

Mở VS Code và cài đặt các extensions sau (Ctrl+Shift+X để mở Extensions):

  1. Python (Microsoft): Extension chính để phát triển Python, cung cấp khả năng chạy và debug code Python, quản lý interpreter, syntax highlighting, và tích hợp terminal Python. Đây là extension bắt buộc cho mọi dự án Python.

  2. Jupyter (Microsoft): Tích hợp hoàn chỉnh Jupyter Notebook vào VS Code, cho phép tạo, chỉnh sửa và chạy các notebook (.ipynb) trực tiếp trong editor. Hỗ trợ nhiều kernel khác nhau và hiển thị output trực quan.

  3. Pylance (Microsoft): Language server tiên tiến cho Python, cung cấp IntelliSense thông minh, kiểm tra lỗi thời gian thực, type checking, auto-completion, và phân tích code static. Kế thừa từ Pyright và là công cụ phân tích code Python tốt nhất hiện tại.

  1. autoDocstring (Nils Werner): Tự động tạo docstring cho hàm và class theo chuẩn Google, NumPy hoặc Sphinx. Giúp viết tài liệu code nhanh chóng và chuẩn mực.

  2. Black Formatter (Microsoft): Công cụ format code Python tự động theo chuẩn PEP 8. Giúp code nhất quán, dễ đọc và tuân thủ quy tắc coding style của Python.

  3. vscode-icons (VSCode Icons Team): Thêm biểu tượng đẹp cho các loại file khác nhau trong VS Code, giúp dễ dàng nhận diện và điều hướng trong project.

  4. GitHub Copilot Chat (Microsoft): Trợ lý lập trình được tích hợp trực tiếp trong VS Code.

  1. Mở Settings (Ctrl+,):

    {
  "python.defaultInterpreterPath": "python",
  "python.formatting.provider": "black",
  "editor.formatOnSave": true,
  "files.autoSave": "afterDelay"
}

  2. Thiết lập phím tắt hữu ích:

    • Ctrl+Shift+P: Command Palette

    • Ctrl+`: Mở Terminal

    • Shift+Enter: Chạy Python code trong file

1.3. Cài đặt Git

Git là hệ thống quản lý phiên bản phân tán, rất cần thiết cho việc phát triển phần mềm và quản lý dự án.

Bước 1: Tải và cài đặt Git

Windows

macOS:

# Sử dụng Homebrew (khuyến nghị)
brew install git

Linux (Ubuntu/Debian):

sudo apt update
sudo apt install git

Bước 2: Cấu hình Git lần đầu Mở Terminal và chạy các lệnh sau:

# Thiết lập tên và email. Bạn Nên nhập tên GITHUB và Email đăng nhập GITHUB vào bên dưới.
git config --global user.name "yourname" # Ví dụ như tên đăng nhập github yourusername
git config --global user.email "youremail@gmail.com" # Dùng Email của bạn dùng để đăng nhập github.

# Thiết lập editor mặc định
git config --global core.editor "code --wait"

# Thiết lập branch mặc định
git config --global init.defaultBranch main

# Xem cấu hình
git config --list

Bước 3: Xác minh cài đặt Git

git --version

Bạn nên thấy output tương tự: git version 2.x.x

1.4. Cài đặt Miniconda (Khuyến nghị)

Miniconda là phiên bản tối giản của Anaconda, cung cấp Python và conda package manager mà không có các gói thư viện phụ. Miniconda miễn phí cho người dùng.

Bước 1: Tải Miniconda

Tất cả hệ điều hành:

Lưu ý quan trọng:

Bước 2: Cài đặt Miniconda

Windows:

  1. Chạy file .exe đã tải

  2. Trong quá trình cài đặt:

    • ✅ “Just Me (recommended)”

    • ❌ KHÔNG chọn “Add Miniconda3 to PATH” (dùng Anaconda Prompt)

    • ✅ Tất cả các thông số cài đặt khác chọn mặc định (khuyến nghị).

macOS:

# Nếu tải file .sh
bash Miniconda3-latest-MacOSX-x86_64.sh

# Hoặc double-click file .pkg và làm theo hướng dẫn

Linux:

# Tải và cài đặt
wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh

Bước 3: Xác minh cài đặt

Mở Anaconda Prompt (Windows) hoặc Terminal (macOS/Linux):

# Kiểm tra conda
conda --version
conda info

# Kiểm tra Python
python --version

1.5. Thiết lập môi trường ảo (Set Up Virtual Environment)

Môi trường ảo giúp cách ly các dự án và tránh xung đột giữa các phiên bản thư viện khác nhau. Chúng ta sẽ dùng miniconda để tạo và quản lý môi trường ảo và các gói python cài đặt.

Bước 1: Tạo môi trường mới

Mở Anaconda Prompt (Windows) hoặc Terminal và chạy:

# Tạo môi trường cho khóa học này. Ví dụ tạo môi trường tên `geotest`
conda create -n geotest python=3.12 -y # Lần đầu tạo môi trường ảo sẽ hiển thị các điều khoản. Làm theo hướng dẫn hiển thị nếu có.

# Liệt kê các môi trường
conda env list

Bước 2: Kích hoạt môi trường

# Kích hoạt môi trường
conda activate geotest

# Xác nhận môi trường đang hoạt động
conda info --envs
python --version

Bước 3: Thiết lập môi trường mặc định

Cách 1: Kích hoạt tự động (Windows)

Tạo file batch để tự động kích hoạt:

@echo off
call conda activate geotest
cmd /k

Cách 2: Thêm vào shell profile

# Thêm vào ~/.bashrc hoặc ~/.zshrc (macOS/Linux)
echo "conda activate geotest" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Bước 4: Quản lý môi trường

# Xem thông tin môi trường hiện tại
conda info

# Xuất danh sách packages
conda list --export > requirements.txt

# Xóa môi trường
conda env remove -n geotest --all  # Bạn có thể thay ptest bằng tên môi trường bạn đã tạo.

Tại sao sử dụng môi trường ảo?

1.6. Cài đặt các gói thư viện cần thiết

Đảm bảo môi trường geotest đã được kích hoạt trước khi cài đặt. Nếu chưa kích hoạt, ta có thể mở Annaconda Prompt và kích hoạt môi trường như bên dưới. Sau đó, cài đặt gói có thể theo một số phương pháp sau.

# Đảm bảo môi trường đúng
conda activate geotest

# Cài đặt thư viện sử dụng conda
conda install -c conda-forge ipykernel

# Cài đặt gói python bằng pip
pip install requests 

# Có thể dùng mamba để tăng tốc độ cài đặt thư viện
conda install -n base mamba -c conda-forge
# Các gói thư viện cơ bản
mamba install -c conda-forge numpy pandas matplotlib seaborn poetry openpyxl -y

# Các gói không gian địa lý chính
mamba install -c conda-forge geopandas rioxarray ee planetary-computer odc-stac -y
# Cài đặt thư viện từ GITHUB
pip install git+https://github.com/tuyenhavan/pymapee.git 
# Cài đặt thư viện từ file requirements.txt 
pip install -r requirements.txt # Nếu có sẵn file này.
# Đầu tiên tạo ra 1 gói/thư viện tên là geocom
poetry new geocom # Câu lệnh này sẽ tạo ra package tên là geocom (bạn có thể đặt tên gì bạn muốn)
cd geocom # Di chuyển vào folder geocom vừa tạo ra có chứa file pyproject.toml
poetry install # Sẽ cài đặt gói geocom vào môi trường ảo của bạn.

Xác minh cài đặt

# Kiểm tra danh sách packages đã cài
conda list

Các thư viện khoa học dữ liệu cốt lõi

Các thư viện Python cho dữ liệu địa không gian

1.7. Cấu hình VS Code cho Python

Tích hợp VS Code với môi trường Python và Jupyter để có trải nghiệm phát triển tốt nhất.

Chọn Python Interpreter

  1. Mở VS Code

  2. Tạo hoặc mở file jupyter notebook với .ipynb extension

  3. Mở Command Palette (Ctrl+Shift+P)

  4. Gõ: Python: Select Interpreter

  5. Chọn: Interpreter từ môi trường geotest (Ví dụ môi trường là geotest, bạn nên chọn tên môi trường bạn đã tạo).

Shortcuts hữu ích trong VS Code

Jupyter Notebook:

Python Development:

1.8. Kiểm tra xác minh

Cuối cùng kiểm tra xem nếu mọi thứ đã được cài đặt thành công. Sau đây là một vài lỗi phổ biến và cách khắc phục:

Vấn đề 1: “conda: command not found”

Giải pháp: Anaconda không có trong PATH của bạn

Vấn đề 2: Cài đặt gói thư viện thất bại

Giải pháp: Thử các kênh thay thế

conda install -c conda-forge tên_gói
# hoặc
pip install tên_gói

Vấn đề 3: Jupyter không khởi động

Giải pháp: Kiểm tra kích hoạt môi trường và cài đặt các gói cần thiết và extension

conda activate geotest
conda install ipykernel jupyter

Vấn đề 4: Lỗi quyền truy cập (Windows)

Giải pháp: Chạy với quyền quản trị hoặc cài đặt cho người dùng

pip install --user tên_gói

Nếu bạn thử các bước trên và không còn lỗi nứa. Chúc mừng! Bạn đã thiết lập thành công môi trường Python cho phân tích không gian địa lý.

1.9. Bonus: Cài đặt QGIS

QGIS là phần mềm GIS mã nguồn mở mạnh mẽ, bổ sung cho Python trong phân tích không gian địa lý. Mình thường sử dụng QGIS cho việc kiểm tra và trực quan hóa dữ liệu địa không gian.

Tải và cài đặt QGIS

Windows:

  1. Tải QGIS:

  2. Cài đặt:

    • Chạy file .msi đã tải

    • Chọn “Complete installation”

macOS:

# Sử dụng Homebrew
brew install --cask qgis

# Hoặc tải từ trang chính thức

Linux (Ubuntu):

# Thêm repository
sudo apt update
sudo apt install qgis qgis-plugin-grass
Python Cho Dữ Liệu Địa Không Gian
Python Cho Dữ Liệu Địa Không Gian
Phần 1 - Python cơ bản
Bài 2 - Kiến thức cơ bản Python