PART 01 / CHAPTER 04

04 · 설치·import·배열과 재현 환경

설치할 때의 환경, 코드를 실행할 때의 환경, 배열의 역할을 익힙니다.

목표: 라이브러리를 설치·불러오고 실행 환경을 기록합니다. 선수: 01장. 실습: 30~45분.

개념

가상환경은 프로젝트마다 Python 패키지 조합을 분리하는 공간입니다. 다른 프로젝트에서 필요한 버전과 충돌하지 않도록 둡니다. 터미널은 명령을 실행하는 창, .py는 Python 코드 파일, 노트북은 코드와 출력·설명을 셀 단위로 담는 문서입니다.

NumPy는 여러 숫자를 일정한 형태로 담는 ndarray와 빠른 배열 계산을 제공합니다. pandas는 행·열·열 이름이 있는 표를 다루며, GeoPandas는 그 표에 지리 도형을 연결합니다. 배열의 shape는 행열 크기, dtype은 정수·실수 등의 저장 형식입니다.

왜 필요한가

패키지를 설치했는데 ModuleNotFoundError가 나오면 설치한 Python과 실행한 Python이 다를 수 있습니다. python -m pip로 현재 Python에 설치하고 실행 파일 경로를 확인하는 습관이 도움이 됩니다.

핵심 API와 설치

저장소 루트에서 python -m venv .venv를 실행합니다. Windows에서는 다음처럼 활성화 없이 환경 내부 Python을 직접 사용할 수 있습니다.

.venv/Scripts/python.exe -m pip install -r books/python-geospatial/requirements.txt
.venv/Scripts/python.exe books/python-geospatial/examples/chapter04.py

macOS/Linux는 .venv/bin/python을 사용합니다. 실행 환경의 버전은 환경 안내에 고정해 두었습니다. GeoAI 실습에는 추가 requirements-ai.txt가 필요합니다.

최소 실행 예제

import sys
from importlib.metadata import version
import numpy as np

elevation = np.array([[10, 12], [14, 16]], dtype="float32")
print("Python:", sys.executable)
print("NumPy:", version("numpy"))
print("shape/dtype:", elevation.shape, elevation.dtype)
print("mean:", elevation.mean())
print("column means:", elevation.mean(axis=0))
assert elevation.mean() == 13

import numpy as np의 np는 관습적인 별명이며 새 라이브러리가 아닙니다. mean은 평균, axis=0은 행 방향을 줄여 열별 값을 만든다는 뜻입니다. 코드가 저장되는 폴더와 현재 실행 폴더는 다를 수 있으므로 파일 경로도 확인합니다.

조경·도시 실무 예제

한 프로젝트에 data/raw, data/processed, generated를 구별하고 원본을 보존합니다. 패키지 버전, 원자료 기준일, 난수 seed, 실행 명령을 보고서 옆에 기록합니다. 코드만 같아도 입력 데이터가 바뀌면 결과는 바뀝니다.

시각화

배열을 먼저 출력해 행·열 순서를 이해하세요. 화면 위쪽 행이 지리적 북쪽인지 여부는 배열만으로 알 수 없고 래스터 transform을 봐야 합니다. 이후 15장에서 배열과 위치를 연결합니다.

흔한 오류

pip install을 Python 코드 셀에 일반 문장처럼 쓰면 문법 오류가 납니다. 터미널 명령과 Python 문장을 구별하세요. 정수 배열에 결측을 표현하려고 NaN을 넣을 때는 실수형 변환 또는 별도 mask가 필요합니다.

연습문제

다른 모양의 배열을 만들고 shape, 전체 평균, 행별 평균, 열별 평균을 비교하세요. 현재 실행 파일 경로를 확인한 뒤 설치 환경과 같은지 점검하세요.

다음 단계

2부에서 GeoPandas와 Shapely를 실제 파일 작업에 사용합니다.

출처

Python venv, NumPy absolute basics. 확인 2026-09-30.