Мы в магистратуре использовали GDAL, но ее вроде достаточно сложно установить, но если получится, то отлично. В GDAL много полезных функций для высчитывания коэффициентов и работы с многомерными массивами.Ещё можно использовать imageio, у нее немного другой профиль, но альтернатива GDAL хорошая. Ещё используй Numpy чтобы эффективнее работать с большими матрицами; Matplotlib, чтобы выводить графики.
Ещё могу посоветовать IDE Spider, в ней очень удобная консоль и суууперский менеджер переменных, в котором очень удобно просматривать массивы.