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由OSGeo4W分发的QGIS通常带有自己的Python安装和独立于“常规” Python安装的软件包。
将Python软件包安装到OSGeo4W发行版中的最简单方法是打开OSGeo4W Shell，然后从那里使用pip。这会将软件包安装到QGIS使用的Python发行版中（在我的情况下位于，C:\OSGeo4W64\apps\Python27\相应模块位于）C:\OSGeo4W64\apps\Python27\Lib\site-packages。您还可以pip list在OSGeo4W Shell和常规Windows Shell（cmd.exe）中执行常规操作，并比较输出以查看可能缺少的软件包。
如果您不想将软件包安装到两个Python安装中，也可以尝试将PythonPath更改为将软件包从一个安装包含到另一个安装中。
编辑：此答案针对原始问题，该问题与pip一起安装要在Windows中与QGIS一起使用的模块。从那以后，OP修改/完善了这个问题，所以这个答案现在有点广泛了。
Numpy默认情况下安装在QGIS（独立版，OSGeo4W版）中。对于rasterio，存在许多问题。我知道rasterio功能强大且易于使用（我使用它），但是为什么在拥有PyQGIS的所有功能的同时，在QGIS插件中使用rasterio？（它是为Python Shell或脚本设计的，不与QGIS / PyQGIS一起使用，如shapefile的Fiona）
在Linux或Mac OS X（Unix系统）中，QGIS使用标准的Python安装（独立于QGIS），并且如果易于安装或升级Python模块（默认情况下还安装了许多编译器）
在Windows中，默认情况下未安装Python，而QGIS将安装自己的版本。要安装纯Python模块（不带C，C ++库），您需要使用解决方案（QGIS Standalone和Python模块，在OSGeo4W Python中安装Python setuptools或为OSGeo4W安装PySAL）
但是对于需要编译的模块（默认情况下没有编译器），这并不容易。您可以尝试在QGIS Python site_folder中复制/粘贴已安装的模块，但是存在问题。
Rasterio需要针对已安装的GDAL库进行编译，例如，如果从Christoph Gohlke非官方Windows Binaries for Python扩展包进行安装，则我不确定QGIS使用的GDAL版本是否相同（对于dll库）
如果仅使用numpy和rasterio，为什么不使用独立脚本？
在Qgis 2.18.28的python 2.7.14控制台中，这对我有用。它避免了必须使用带有绝对python路径的提示。
import subprocess
subprocess.check_call(['python', '-m', 'pip', 'install', 'openpyxl'])根据pip开发人员的说法，不支持pip.main或pip._internal.main。https://pip.pypa.io/en/stable/user_guide/#using-pip-from-your-program 我修改了建议sys.executable为“蟒蛇”，因为在QGIS是QGIS本身。
python -m pip install wheel setuptools c:\path\to\rasterio-<ver>-win_amd64.whl