В статье поэтапно описывается процесс сборки из исходного кода набора программ TauDEM в Unix-подобных операционных системах.

Кратко о TauDEM[править]

TauDEM (Terrain Analysis Using Digital Elevation Models) — набор программ для геоморфологического и гидрологического анализа цифровых моделей рельефа. Автор — Дэвид Тарботон (David G. Tarboton), Исследовательская группа в области гидрологии, Университет шт. Юта. Программы написаны на языке программирования С++, распространяются под открытой лицензией (GPL), имеют консольный интерфейс. Входной и выходной растровый формат — GeoTIFF. Текущая версия на момент написания этой заметки — 5.0.5 (от 12.06.2011)

На официальном сайте доступны скомплилированные утилиты для Windows (32/64-bit), а также дополнение к ArcGIS 9.* в виде стандартного "тулбокса". Начиная с версии 5 все программы в составе TauDEM адаптированы для параллельных вычислений, для обеспечения многопоточности по умолчанию используется открытая библиотека MPICH2. При использовании такого подхода даже на однопроцессорных машинах задача всё равно выполняется в виде нескольких параллельных процессов.

Нужно отметить, что только в текущей версии TauDEM появились т.н. make-файлы для системы сборки программ make в Unix-системах.

Подготовка к сборке[править]

На официальной странице TauDEM говорится, что для сборки программ и их нормальной работы должна быть обязательно установлена библиотека MPICH2. Экспериментально было выяснено, что другая, более распространённая в среде Linux свободная реализация MPI, — OpenMPI — также подходит для этой задачи. В этом случае будет использоваться именно OpenMPI, хотя основные дистрибутивы Linux содержат в своих репозиториях и MPICH2.

Итак, для успешной компиляции нам понадобятся программы:

• make — традиционная для Linux система сборки;
• cmake — более "продвинутая" система сборки;
• gcc — набор компиляторов, в том числе, для языка С++;
• openmpi — исполняемые файлы OpenMPI и набор файлов для разработчиков.

Внимание: все дальнейшие действия будут выполняться в командной строке и в основном с правами суперпользователя!
Все тестируемые системы — официальные LiveCD дистрибутивов.

Ubuntu 9.10–11.04[править]

В пакетном менеджере должны быть подключены репозитории universe (установка через Synaptic или в консоли с помощью apt-get / aptitude)

• Открываем терминал
• Выполняем команды от суперпользователя (su / sudo):
  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get install cmake openmpi-bin libopenmpi-dev[С учётом обновлений и зависимостей нужно будет загрузить 10-11Mb]

Debian 5–6[править]

В пакетном менеджере должны быть подключены репозитории universe (установка через Synaptic или в консоли с помощью apt-get / aptitude)

• Открываем терминал
• Выполняем команды от суперпользователя (su / sudo):
  • sudo aptitude update
  • sudo aptitude install gcc make cmake openmpi-bin libopenmpi-dev[С учётом обновлений и зависимостей нужно будет загрузить около 42Mb]

Fedora 15[править]

• Открываем терминал
• Выполняем команды от суперпользователя (su / sudo):
  • yum install gcc.i686 gcc-c++.i686 cmake openmpi.i686 openmpi-devel.i686 [С учётом обновлений и зависимостей нужно будет загрузить около 60Mb.]
  • updatedb [Обновляем файловую базу данных]
    
• Далее выполняем команды от обычного пользователя: export PATH="$PATH:/usr/lib/openmpi/bin"[Добавляем директорию с openmpi в системный PATH; рекомендуется соотвественно отредактировать PATH в файле ~/.bashrc]

OpenSUSE 11.4[править]

В пакетном менеджере должен быть подключён репозиторий Contrib (установка через YaST или в командной строке с помощью zypper):

• Открываем терминал
• Выполняем команды от суперпользователя (su / sudo):
  • sudo zypper update
  • sudo zypper install gcc gcc-c++ make cmake openmpi openmpi-devel[С учётом обновлений и зависимостей нужно будет загрузить около 60Mb.]

В OpenSUSE исполняемые файлы OpenMPI устанавливаются по умолчанию в директорию /usr/lib/mpi/gcc/openmpi/bin, её надо добавить в системный PATH. Также нужно добавить путь к разделяемым библиотекам OpenMPI в LD_LIBRARY_PATH, выполнив команду:

export LD_LIBRARY_PATH="$LD_LIBRARY_PATH:/usr/lib/mpi/gcc/openmpi/lib/"

Для дальнейшего использования OpenMPI желательно отредактировать строки PATH и LD_LIBRARY_PATH в файле ~/.bashrc.

При использовании MPICH2 вместо OpenMPI для начала её надо установить средствами пакетного менеджера вашего дистрибутива или из исходного кода, затем нужно запустить "демон" mpd или smpd. Как это сделать, яснее всего скажет нам "подсказка" из командной строки:

A file named .mpd.conf file must be present in the user's home
directory (/etc/mpd.conf if root) with read and write access
only for the user, and must contain at least a line with:
MPD_SECRETWORD=
One way to safely create this file is to do the following:
  cd $HOME
  touch .mpd.conf
  chmod 600 .mpd.conf
and then use an editor to insert a line like
  MPD_SECRETWORD=mr45-j9z
into the file.  (Of course use some other secret word than mr45-j9z.)

Сборка TauDEM[править]

Для автоматизации процесса сборки и установки TauDEM в различных дистрибутивах Linux был написан небольшой shell-скрипт. Скрипт делает следующее: проверяет, все ли необходимые компоненты установлены; скачивает архив с исходным кодом (около 260K); исправляет ошибки в нескольких файлах для сборки; запускает конфигурирование и компиляцию с помощью сmake; устанавливает скомпилированные утилиты в выбранный каталог и переименовывает их в соответствии с Windows-версиями.

Работа скрипта была проверена на всех упомянутых выше дистрибутивах Linux.

В общем виде скрипт работает так.

• Сохраните скрипт на диск, дайте файлу права на исполнение: chmod +x taudem_linux_compile.sh
• При запуске без аргументов скрипт создаст в текущей директории каталог TauDEM и далее работает в этом каталоге, как описано выше. Исполняемые файлы будут установлены в ./TauDEM/bin
  
• Можно запустить скрипт с аргументом в виде пути (если каталог существует, то скрипт будет работать в нём, если нет — создаст его). taudem_linux_compile.sh ~/bin/TauDEM

Желающим что-то поменять, улучшить и т.д. рекомендуется заглянуть в сам скрипт и править его "под себя" :)

Тестирование TauDEM[править]

Если сборка прошла успешно, настало время потестировать TauDEM.

Для этого можно использовать вспомогательный скрипт с выборочными командами из официального руководства пользователя. Нужно просто скопировать скрипт в каталог с исполняемыми файлами TauDEM, дать права на исполнение и запустить. Скрипт сам скачает пробный набор данных (~6M) и обработает их. При успешном завершении работы в каталоге Logan можно найти несколько растров *.tif и shp-файлов, в самом скрипте посмотреть использованные команды, а в руководстве почитать, что же всё это значит :)