如何用Poetry安装GDAL与numpy？解决_osgeo._gdal_array导入错误

问题背景 #

使用Python 3.11开发栅格数据处理应用，依赖GDAL 3.6.2（系统已安装libgdal-dev）和numpy 1.25.1，通过Poetry管理依赖。执行栅格Band转数组代码时触发错误：

f: Band = gdal.Open("/some/file/path.tif").GetRasterBand(1)
arr = f.ReadAsArray()

错误信息：

ImportError: cannot import name '_gdal_array' from 'osgeo'

已尝试调整numpy与GDAL的安装顺序、使用--no-cache参数安装，均无效，且必须使用Poetry而非pip解决。

项目pyproject.toml依赖片段：

[tool.poetry.dependencies]
python = ">=3.9,<4.0"
prometheus-client = "^0.14.1"
gunicorn = "^20.0.4"
uvicorn = {extras = ["standard"], version = "^0.18.3"}
pydantic = "^2.0.3"
pydantic-settings = "^2.0.2"
ddtrace = "^1.16.1"
matplotlib = "^3.7.2"
numpy = "^1.25.1"
gdal = "3.6.2"

解决方案 #

1. 强制GDAL编译时关联Poetry环境的numpy #

激活Poetry环境后，设置编译环境变量指向当前numpy的路径，再重新安装GDAL：

poetry shell
# 导出numpy头文件和库路径
export CFLAGS="-I$(python -c 'import numpy; print(numpy.get_include())')"
export LDFLAGS="-L$(python -c 'import numpy; print(numpy.__path__[0])')/core/lib"
# 重新安装GDAL，禁用缓存确保重新编译
poetry add gdal@3.6.2 --no-cache

2. 强制从源码编译GDAL #

Poetry默认安装的GDAL预编译wheel可能缺失numpy绑定，指定从源码编译，确保编译过程检测到当前环境的numpy：

poetry add gdal@3.6.2 --no-binary gdal --no-cache

3. 自定义Poetry构建脚本辅助GDAL编译 #

在项目根目录创建build.py：

from setuptools import setup
import numpy

setup(
    ext_modules=[],
    include_dirs=[numpy.get_include()]
)

修改pyproject.toml添加构建配置和依赖：

[tool.poetry.build]
script = "build.py"

[tool.poetry.dependencies]
# 保留原有依赖，新增setuptools
setuptools = "^68.0.0"

然后重新安装所有依赖：

poetry install --no-cache

4. 验证Poetry环境中numpy的有效性 #

先确认numpy在Poetry环境中正常可用：

poetry run python -c "import numpy; print(numpy.__version__); print(numpy.get_include())"

若numpy无法导入，先修复numpy安装：

poetry remove numpy
poetry add numpy@1.25.1 --no-cache

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AJSmyth