LLM在Text2SQL任务实践优化-智能数据可视化Agent

本文介绍了在Text2SQL任务中,使用LLM实现智能数据可视化Agent的过程,涵盖从任务背景、业务建模到难点分析的详细内容。通过LLM生成SQL并决策图表展示形式,支持柱状图、折线图等五种图表的可视化。此外,文章讨论了数据可视化业务建模的挑战,如参数抽取和TPM问题,并分享了作者的优化经验。

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一. 前言

1.1 背景

本文是根据Text2SQL任务做的业务延伸,主要是在给某客户公司完成相关开发需求时遇到的具体业务问题进行的总结,并针对业务问题进行的优化。Agent版本对比V2.0等算法优化工作多了额外的数据可视化模块,属于商业交付的业务。算法层面的优化,可以参考作者前面的几篇文章。
这里的任务是国外的客户,数据采用的甲方提供的数据,英文形式,底座模型采用的是langchain的gpt4模型。

1.2 任务描述

给定一个数据库,数据库中包含多张表,然后根据用户输入的prompt信息,生成对应的SQL语句以及描述SQL结构化信息对应的图表类型和参数K-V对。(前端UI界面由客户公司完成)。
即完整的产品链路为用户在终端界面上输入查询prompt信息,通过LLM生成对应的SQL,完成SQL查询操作,然后根据该结果由LLM决策用什么形式展示查询结果,并生成对应的参数信息K-V对,最终以图表的形式在终端上进行响应,提升交互体验。
本期项目主要支持了基于5种图表的数据可视化,分别为柱状图、折线图、表、箱图和词云,对应了5种不同场景下的数据可视化业务需求。

1.3 参考功能

LLM在中文Text2SQL领域的应用

二. 工作描述

本任务对比于学术界的text2SQL任务,多了三个子任务: 图表类型选择、API参数对齐和槽位对齐。本期的SQL数据可视化Agent的4个子任务(青色标识部分)由LLM推理完成, 后续可尝试end2end的模式。整体上的业务流程图可以参考:
在这里插入图片描述
支持的五种业务场景最终展示效果参考:
柱状图:
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折线图:
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表:
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箱图:
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词云:
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三. 业务建模

3.1 Text2SQL

本期业务的目标主要是对标了DIN-SQL的业务流程,在Schema Link Extra

<think>嗯,用户想了解或实现LLM代理在数据分析方面的应用,特别是技术和实现方法。首先,我需要明确LLM代理在数据分析中的具体应用场景。比如数据预处理、探索性分析、预测建模等。然后要考虑技术实现的关键点,比如如何让LLM理解数据、生成代码或调用工具。 用户可能已经知道一些基本概念,但需要更具体的步骤和技巧。可能需要分模块讲解,比如核心架构、关键技术、实现步骤等。同时,用户可能对如何集成外部工具或处理数据隐私有疑问,所以得涵盖这些方面。 记得要引用提供的资料,比如引用[1]提到的Personal LLM Agents Survey,可能涉及代理的设计模式。引用[2]中的数据预处理和偏差检测步骤,可以关联到数据清洗部分。 还要考虑用户的实际操作,可能需要提供示例代码,比如Python中使用LangChain或AutoGPT的片段。但根据系统指令,代码块需要用反引号包裹,并确保LaTeX格式正确,比如数学公式用$...$。 生成的相关问题要围绕技术挑战、性能优化、多模态数据处理和伦理问题,这些都是用户在实现过程中可能遇到的后续问题。需要确保问题有针对性,帮助用户深入理解。 最后,检查回答是否符合结构要求:分点清晰,引用正确,代码示例合适,相关问题相关性强。确保使用中文,避免使用Markdown,保持口语化但专业。</think>### LLM代理在数据分析中的技术实现与应用 LLM代理通过自然语言交互和自动化工具调用,显著提升了数据分析的智能化水平[^1]。以下是关键技术和实现步骤: 一、核心架构模块 1. **自然语言接口层** - 支持类似SQL的查询语句解析:$SELECT \ AVG(sales)\ FROM \ dataset \ WHERE \ region="Asia"$ - 实现意图识别和上下文跟踪 2. **认知推理引擎** ```python class AnalysisAgent: def __init__(self, dataset): self.memory = DataCache(dataset) self.tools = [StatsTool(), VizTool(), MLTool()] def execute_query(self, query): plan = self._generate_plan(query) return self._execute_steps(plan) ``` 二、关键技术实现 1. **数据理解增强** - 自动生成数据画像: $$f(x) = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N} (x_i - \mu)^2$$ - 异常值检测算法集成 2. **工具调用机制** - 动态选择Pandas/Matplotlib等库 - 支持自定义函数注册: ```python @register_tool def trend_analysis(df, window=5): return df.rolling(window).mean() ``` 三、典型实现步骤 1. 数据预处理阶段 - 自动处理缺失值(引用[2]的预处理方法) - 类型推断与格式转换 2. 分析执行阶段 - 将自然语言转换为可执行代码 - 结果验证与置信度计算:$confidence = 1 - \frac{error}{threshold}$ 3. 可视化生成 - 自动选择图表类型 - 生成可交互的Dashboards 四、优化方向 1. 引入RAG技术增强领域知识 2. 实现多轮对话修正机制 3. 构建数据分析工作流模板库
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