设置 ArcGIS Pro 以进行深度学习

ArcGIS Pro 深度学习工具在后台使用 Python 深度学习库。 您将安装这些库并验证它们是否成功安装。

安装深度学习库

首先,您将下载深度学习库并安装它们。 ArcGIS Pro 的版本与深度学习库的版本必须相互匹配,例如 3.4。 存在三种情况:

  • 如果首次安装深度学习库,请按照本部分中所述的步骤进行操作。
  • 如果您之前已安装深度学习库,并且现在要更新至 ArcGIS Pro 3.4(或更高版本),请按照本部分中所述的步骤进行操作。
  • 如果您之前已安装深度学习库,并且现在要更新至早期版本(3.3 或更低版本)ArcGIS Pro,请参阅本教程后续部分中的如果您已安装早期版本 ArcGIS Pro 的库,请进行更新部分以获取更具体的说明。 此选项具有最低的优先级。

在以下步骤中,显示了版本 3.4 的说明。

  1. 确保 ArcGIS Pro 应用程序已关闭。
  2. 转到 Deep Learning Libraries Installers for ArcGIS 页面。
  3. 下载下,单击适用于 ArcGIS Pro 3.4 的深度学习库安装程序

    下载选项

    注:

    如果您使用的是之前版本的 ArcGIS Pro,则可以通过单击适用于之前版本的下载文件以找到相应的库。

    ArcGIS_Pro_34_Deep_Learning_Libraries.zip 压缩文件夹将下载到您的计算机上。

  4. Microsoft File Explorer 中,转至 Downloads 文件夹,然后找到 ArcGIS_Pro_34_Deep_Learning_Libraries.zip 文件。
  5. 右键单击 ArcGIS_Pro_34_Deep_Learning_Libraries.zip,并将其解压到您计算机上的文件夹中。

    您可以通过选择全部提取菜单选项或使用其他压缩文件提取应用程序,如 7-Zip 进行解压。

    全部提取和 7-Zip 菜单选项

  6. 打开解压的 ArcGIS_Pro_34_Deep_Learning_Libraries 文件夹。

    解压的 ArcGIS_Pro_34_Deep_Learning_Libraries 文件夹

    警告:

    如果您尝试从压缩 .zip 文件内运行 ProDeepLearning.msi 安装包,而不是从解压后的文件夹运行,安装过程将失败。

  7. 双击 ProDeepLearning.msi Windows 安装程序包以安装深度学习库。

    ProDeepLearning.msi Windows 安装程序包

    注:

    如果您看不到文件扩展名,可以通过视图选项卡的显示/隐藏部分将其打开。

    随即显示安装程序窗口。

    安装程序窗口

  8. 在安装程序窗口中,双击下一步
  9. 单击我接受主协议,然后单击下一步
  10. 单击安装
  11. 如果出现消息是否允许此应用程序对设备进行更改?,请单击

    深度学习库随即安装到您的计算机上。

    注:

    安装过程可能需要几分钟才能完成。

  12. 安装完成后,请单击完成

验证安装是否成功

深度学习库安装完成后,您将打开 ArcGIS Pro 并验证是否成功安装。

  1. 启动 ArcGIS Pro。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 组织账户登录。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织账户,请参阅软件访问权限选项

  2. 单击设置

    设置按钮

  3. 单击包管理器

    包管理器选项

    已安装软件包部分中,您可以看到已经安装的包。 它们用于在后台运行分析。

    注:

    如果您先前已为 ArcGIS Pro 创建了另一个 Python 环境,则首先需要切换到默认的 arcgispro-py3 环境。 深度学习库将自动安装在 arcgispro-py3 中。

  4. 已安装包部分的搜索框中键入 deep,然后检查结果中是否列出了 deep-learning-essentials 包。

    它是在 ArcGIS Pro 中执行深度学习训练和推理所需的包之一。

    Deep-learning-essentials 包

您已安装了深度学习库并确认其已在 ArcGIS Pro 中正确安装。 现在您已准备就绪,可在 ArcGIS Pro 中执行关于深度学习的 Learn ArcGIS 教程中介绍的深度学习分析或所选的其他深度学习工作流。

在运行深度学习工具时,您可能偶尔会遇到一些问题,这取决于您计算机的系统配置。 如果是这样,请暂停您的工作并探索本教程的下一部分常见问题的疑难解答,以了解详细信息。

请注意,ArcGIS Pro 中的深度学习工具可能会提到使用 CPU 或 GPU 处理器之间的选择。 如果您不确定您计算机上可用的选项,请阅读检查 GPU 可用性部分。


常见问题的疑难解答(可选)

安装深度学习库是在 ArcGIS Pro 中准备深度学习的关键步骤,通常情况下,此步骤已足够。 但在某些情况下,您可能还需要进行额外配置,确保计算机系统得当,能顺利执行深度学习工作流。 若需进一步了解或在 ArcGIS Pro 中使用深度学习工具时遇到困难,可查看下述建议。

检查 GPU 可用性

建议在 ArcGIS Pro 中运行深度学习工具时,利用计算机的 GPU(图形处理单元)而不是 CPU(中央处理单元)。 由于深度学习需要高并行计算能力,GPU 可以同时执行多项计算,因此更为适合。 但需注意,并非所有 GPU 都适合深度学习。 更具体地讲,深度学习库需要 NVIDIA GPU 平台。 在本部分中,您将了解如何验证计算机是否配备了合适的 GPU。

注:

如果您的计算机仅配备了 CPU,虽然仍可执行一些简单的深度学习工作流(如使用深度学习预训练模型检测对象教程所述),但处理时间将明显增加。

要检查计算机是否支持 NVIDIA GPU,请按以下步骤操作:

  1. Windows 任务栏上,单击搜索按钮。

    “搜索”按钮

  2. 在搜索框中,输入 Task Manager,然后按 Enter 键。

    搜索 Task Manager。

  3. 任务管理器窗口,单击性能选项卡。

    “性能”选项卡

  4. 在性能指标列表中,查找 NVIDIA 类型的 GPU 选项。

    GPU 性能指标

    • 如果系统列出了 NVIDIA GPU,即可在 GPU 模式下运行 ArcGIS Pro 深度学习工具,以获得更快的性能。
    • 如果未显示 NVIDIA GPU,则计算机不支持 GPU 模式。 在此情况下,应在 CPU 模式下运行深度学习工具。
    • 某些情况下,计算机可能同时配备了 NVIDIA 和非 NVIDIA 的两个 GPU。 在 GPU 模式下运行深度学习工具时,ArcGIS Pro 会自动选择 NVIDIA GPU,并忽略另一个。

    列出两个 GPU
    一个示例显示了一台具有两个 GPU 的计算机,其中包括一个 NVIDIA GPU。

    注:

    有关详细信息,请阅读如何检查 GPU 及其重要性

    如果您的计算机较为老旧,可能其 NVIDIA GPU 不支持当前深度学习库。 了解关于 NVIDIA GPU 计算功能的详细信息。

    衡量 NVIDIA GPU 能力的主要指标是专用内存大小。 通常推荐 4 到 8 GB 的专用内存:仅进行推理时需要 4 GB,而从头训练深度学习模型则需要 8 GB。 现在,请按照以下步骤检查 NVIDIA GPU 的规格:

  5. 单击 NVIDIA GPU 指标,查看详细信息。
  6. 找到专用 GPU 内存指标。
    • 第二个数字显示了总专用内存量(以下示例图像中为 8 GB)。
    • 第一个数字显示了当前使用的内存量(示例图像中为 1.9 GB)。

    专用 GPU 内存指标

  7. 找到专用 GPU 内存使用情况图表。

    专用 GPU 内存使用情况图表

    此图表实时反映专用 GPU 内存使用使用情况。 在 ArcGIS Pro 中运行深度学习工具时,您会注意到图表上的内存使用量迅速上升。

  8. 检查提供的其他信息。

    请注意以下重要规格:

    • GPU 模型名称(以下示例图像中为 NVIDIA Quadro RTX 4000)。
    • 驱动程序版本(此处为 31.0.15.3598)。
    • 驱动程序发布日期(此处为 2023 年 5 月 24 日)。

    NVIDIA Quadro RTX 4000 GPU 模型

若遇到 GPU 驱动程序不是最新版本的问题,这些信息将非常关键。 关于此情况的详细信息,请参阅下一部分更新 NVIDIA 驱动程序

更新 NVIDIA 驱动程序

过期的 GPU 驱动程序将导致深度学习工具运行失败。 如遇到此类问题,请依照以下步骤更新 GPU 驱动程序:

  1. 确保 ArcGIS Pro 应用程序已关闭。
  2. 确认您已收集到 NVIDIA GPU 模型和驱动版本信息(请参阅本教程前面的检查 GPU 可用性部分)。
  3. 转至 NVIDIA 的驱动程序下载页面。
  4. NVIDIA 驱动程序下载部分,选择与您的 GPU 匹配的选项。 在本例中,GPU 模型为 NVIDIA Quadro RTX 4000

    NVIDIA 驱动程序下载部分

    注:

    对于操作系统,您可以通过打开计算机设置并搜索关于您的电脑来找到相关信息。

    对于下载类型,您通常应该选择 Production Branch/Studio

  5. 单击搜索,单击下载,然后单击同意并下载

    驱动程序的安装程序文件会下载到您的计算机中。

  6. 在计算机上,找到下载的安装程序文件(通常位于下载文件夹中),并执行安装。
  7. 单击以允许对系统进行更改,然后单击确定以运行安装程序。
  8. NVIDIA 安装程序窗口中,单击同意并继续,接受默认安装选项,然后单击下一步
  9. 安装完成时,单击关闭

此时,您的 GPU 驱动程序已更新至最新版本。

如果您在旧版 ArcGIS Pro 上安装了深度学习库,请进行更新

要正常工作,深度学习库的版本必须与 ArcGIS Pro 版本相匹配(例如,两者均为 3.4)。 如果您以前已在旧版本的 ArcGIS Pro 上安装了深度学习库,现在希望更新至较新版本,则存在两种情况:

  • 如果您要更新至 ArcGIS Pro 3.4(或更高版本),仅需按照本教程的安装深度学习库验证安装是否成功部分中所述的步骤进行操作。 强烈推荐此选项。
  • 如果您要更新至较低版本(3.3 或更低版本)的 ArcGIS Pro,请按照以下步骤进行操作。 您将需要按照特定顺序卸载并重新安装组件,以确保不会出现可能产生错误的版本不匹配问题。

如果您要更新至 ArcGIS Pro 3.3 或更低版本,首先,您需要检查计算机上目前已安装的深度学习库的版本,以更好地了解您的情况。

  1. Windows 任务栏中,单击搜索

    “搜索”按钮

  2. 在搜索框中,输入 Add or remove programs,然后按 Enter 键。

    搜索 Add or remove programs。

    随即出现添加或移除计算机上的程序窗口。

  3. 在搜索框中,输入 deep

    搜索 deep。

  4. 在结果列表中,单击 ArcGIS Pro 的深度学习库

    ArcGIS Pro 的深度学习库应用程序名称

    随即显示库的版本号。

    版本号

    前两位数字(本例中为 3.2)指示版本。 这些库旨在与 ArcGIS Pro 3.2 一起运行。 如果您的目标是升级到下一个版本的 ArcGIS Pro 和深度学习库(例如 3.3),则最安全的方法是卸载并重新安装两者。 将在接下来的多个步骤中介绍此过程,其中以从 3.2 升级到 3.3 为例。

    注:

    如果您已升级到 ArcGIS Pro 3.3,并且您的深度学习库仍为 3.2 版本,则最安全的方法也是卸载并重新安装 ArcGIS Pro 和深度学习库。

    如果您已将 ArcGIS Pro 和深度学习库更新到目标版本(例如 3.3),但在运行深度学习工具时出现问题,则可能是因为您没有先卸载较早版本。 在这种情况下,您还应该按照以下步骤进行完全重新安装。

    首先,您将卸载库。

  5. 添加或移除计算机上的程序窗口中的 ArcGIS Pro 的深度学习库下,单击卸载,然后按照屏幕上显示的说明完成卸载过程。

    “卸载”按钮

    您现在将卸载 ArcGIS Pro

  6. 添加或移除计算机上的程序窗口中,搜索 ArcGIS Pro,然后单击卸载。 按照屏幕上显示的说明完成卸载过程。

    卸载 ArcGIS Pro

  7. 关闭添加或移除计算机上的程序窗口。

    接下来,您将进行一些清理工作。

  8. 在 Windows 资源管理器中,转至 C:\Program Files\ArcGIS\Pro\bin\Python\envs\arcgispro-py3 或者安装的等效位置,然后直接删除其中仍然存在的任何文件。

    这些文件可能是之前修改环境时遗留下来的。

  9. 安装 ArcGIS Pro 3.3。
    注:

    如果您不确定如何继续安装 ArcGIS Pro,请联系您的系统管理员。 一种常见的方法是使用您的凭据登录到 ArcGIS Online,转至设置,单击许可,然后单击 ArcGIS Pro 旁的下载 ArcGIS Pro。 然后找到已下载的安装程序文件并双击该文件以开始安装。

    下载 ArcGIS Pro

  10. 按照本教程的安装深度学习库验证安装是否成功部分所述,安装 ArcGIS Pro 3.3 的深度学习库。

现在即可在 ArcGIS Pro 中执行深度学习分析。

使用深度学习库管理环境

默认情况下,PythonArcGIS Pro 中名为 arcgispro-py3Python 环境中运行。 在某些情况下,您可能创建了单独的环境来安装不同的 Python 库。 深度学习库安装程序将只会在默认的 arcgispro-py3 环境中安装库。 如果您当前使用的环境不是 arcgispro-py3,则需要切换回 arcgispro-py3 环境才能使用深度学习工具。 您可以按照以下步骤切换环境:

  1. 启动 ArcGIS Pro
  2. 单击设置

    设置按钮

  3. 单击包管理器
    • 包管理器选项
  4. 对于活动环境,检查所选的环境名称。

    在以下示例图像中,当前活动环境是 myenv,这是用户创建的自定义 Python 环境。

    活动环境

    您需要激活默认环境

  5. 单击下拉箭头并选择 arcgispro-py3

选择 arcgi.spro-py3。

此时,Python 默认环境 arcgispro-py3 已被激活。 深度学习库已安装在此环境中。 您现在可以顺利使用 ArcGIS Pro 深度学习工具。

克隆包含或不包含深度学习库的默认环境

要创建包含深度学习库的克隆 ArcGIS Pro 环境,您可以克隆默认的 arcgispro-py3 环境,以创建一个包含这些库的新环境。 新环境会包含所有深度学习库。

在其他情况下,如果您需要一个不包含深度学习库的环境,例如在安装其他 Python 库时遇到包冲突,则可以通过命令提示符来创建这样的环境,具体操作方法如下。 您可以使用 Python 命令提示符创建这样的环境,如以下说明中所述。

  1. 退出 ArcGIS Pro
  2. Windows 任务栏上,单击搜索按钮。

    “搜索”按钮

  3. 在搜索框中,输入 Python Command Prompt,然后按 Enter 键。

    搜索 Python Command Prompt。

  4. Python 命令提示符窗口中,输入以下 conda 命令。

    conda create -n myenv arcpy=3.2

    在此示例中,myenv 是您要创建的新环境的名称,3.2ArcPy 包的版本号,它需要与您计算机上安装的 ArcGIS Pro 版本相匹配(此处为 ArcGIS Pro 3.2)。

    Conda create -n myenv arcpy=3.2 command

    注:

    您可以将 myenv 替换为选择的名称。

  5. Enter 键。

    命令开始运行。

  6. 如果系统提示 Proceed ([y]/n),请键入 y,然后按 Enter 键。

    Proceed ([y]/n)

    注:

    此过程可能需要几分钟才能完成。

  7. 完成后,启动 ArcGIS Pro
  8. 单击设置
  9. 单击包管理器
  10. 对于活动环境,检查所选的环境名称。

    在以下示例图像中,当前激活的默认环境为 arcgispro-py3

    Arcgispro-py3 当前处于活动状态。

    接下来,您将激活新创建的环境。

  11. 单击下拉箭头,从列表中选择 myenv(或您自定义的环境名称)。

    选择 myenv。

  12. 通过添加包功能,安装您希望在新环境中使用的其他(非深度学习)包。

    添加包按钮

    注:

    了解有关包管理器添加包的方法的详细信息。

现在,您的新自定义 Python 环境处于活动状态。 虽然其中不包含深度学习库,但已包含您所需的其他(深度学习) Python 包。

内存问题

ArcGIS Pro 中执行深度学习工具过程中因 GPU 专用内存不足导致失败。 通常情况下,这是因为选择的批处理大小明显超出了 GPU 承载能力。 解决此问题的方法是减少批处理大小值(例如,从 4 调整到 21),然后重新运行工具。

报告问题并提出问题

可以通过多种方式提出与 ArcGIS Pro 中的深度学习相关的问题或报告问题。

其他资源

要了解本教程介绍主题的详细信息,请参考以下附加资源。

在本教程中,您学习了如何为 ArcGIS Pro 中的深度学习做好准备。 您设置了 Python 深度学习库并检查安装是否成功。 然后,您学习了如何验证计算机的设置并解决可能出现的常见问题。 现在,您已经准备好在 ArcGIS Pro 中运行深度学习工作流。

您可以在教程库中找到更多教程。