PaperAgent 10月02日
LLM/Agent 数据分析师技术路线综述
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《LLM/Agent-as-Data-Analyst: A Survey》一文综述了 LLM/Agent 在数据分析领域的应用,系统拆解了其技术路线为 5 大设计维度和 4 类数据模态,并提供了 100+ 代表性方法、Benchmark 和开源数据集。文章涵盖了结构化数据、半结构化数据、非结构化数据以及异构数据湖的分析方法,展示了 LLM/Agent 在数据分析领域的巨大潜力。

🔍 文章系统拆解了 LLM/Agent 在数据分析领域的应用技术路线,将其分为数据模态、分析功能、知识范围、工具集成和开发方式这 5 大设计维度,并分析了 4 类数据模态(结构化、半结构化、非结构化、异构数据湖)的代表性方法和开源数据集。

📊 针对结构化数据分析,文章重点介绍了 NL2SQL 技术,包括 Pipeline 和 End-to-End 两种范式,以及 Schema Linking、内容检索、多步生成和解码策略等关键模块和典型技巧。

📈 文章探讨了时间序列数据分析的新玩法,介绍了 TS2NL 技术,将时序数据直接“说”给模型听,实现异常检测、预测等功能,并列举了 SIGLLM、TimeRAG、TimeXL 等代表方法。

📑 针对半结构化数据分析,文章介绍了 Markup 语言(HTML/JSON/XML)和 irregular tables 的分析方法,包括 Evaporate、WebFormer、XPath Agent 等技术,以及 Tree-Based、DSL 转换和 Table Prompting 等解决表格痛点的方法。

🎨 文章全面介绍了非结构化数据分析方法,包括图表理解(Chart QA)、视频分析、文档理解和 3D 模型分析,并列举了 ChartThinker、TimeMarker、LayoutLMv2、DLAFormer 等代表模型和技术。

原创 PaperAgent 2025-10-02 13:36 河南

小伙伴们节日快乐,今天分享《LLM/Agent-as-Data-Analyst: A Survey》,其中国产LLM在9月持续开源爆发,10余家厂商涉及:DeepSeek、Qwen、百度、快手、腾讯、智谱、美团、小米

上交大、清华、微软等首次把「LLM/Agent 当数据分析师」的技术路线系统拆成 5 大设计维度 与 4 类数据模态,并给出 100+ 代表性方法、Benchmark、开源数据集的一站式导航。

LLM/Agent-as-Data-Analyst 的技术全景图

2. 核心框架:一张图看懂技术版图

五维演化路线从「人工开发」到「自主设计」的五维演化路线

① 数据模态:同构 → 异构

② 分析功能:字面 → 语义

③ 知识范围:封闭世界 → 开放世界

④ 工具集成:紧耦合 → 工具箱即插即用

⑤ 开发方式:手工 → 完全自主

3. 结构化:LLM 成为 SQL 高手

3.1 NL2SQL 技术栈全景Figure-3 结构化数据两大范式
左:Pipeline(先语义解析→再生成 SQL→执行)右:End-to-End(直接让 LLM 吐出答案,无需 SQL 中间态)

关键模块

典型技巧

Schema Linking

先让模型知道“有哪些表、字段”

内容检索

动态采样真实值,减少幻觉

多步生成

先 SELECT→再 JOIN→再 WHERE,分而治之

解码策略

Beam-Search + PICARD 后处理,保证语法合法

3.2 时间序列新玩法:TS2NL把时序数据直接“说”给模型听——例如“2025-10-01 风速 10 km/h”,LLM 就能做异常检测、预测。代表方法:SIGLLM、TimeRAG、TimeXL(多智能体协作)。


4. 半结构化数据:妙解HTML/Excel

4.1 Markup 语言(HTML/JSON/XML)大模型用于Markup语言概览Evaporate:用 LLM 自动生成抽取函数,无需手工 XPath

WebFormer:把 DOM 树压进 Transformer,结构+文本一起编码

XPath Agent:两阶段清洁→生成,网页爬虫零代码

4.2 不规则表格(合并单元格、层级表头)Figure-5 半结构化表格 5 大痛点
① 缺索引 ② 层级内容 ③ 合并单元格 ④ 表头方向乱 ⑤ 内容格式不一致

解法思路:

Tree-Based:TUTA、ST-Raptor 把表格变成“树”喂给 Transformer

DSL 转换:TabFormer、Auto-Tables 用 LLM 生成“软操作符”→转 SQL

Table Prompting:SheetCompressor 把 1 万行 Excel 压缩成 200 token,信息不丢

5. 非结构化数据:图表、视频、文档、3D 一网打尽

5.1 图表理解(Chart QA)Chart数据分析概览

任务

代表模型

图表描述

ChartThinker(链式思考)、FigCaps-HF(RLHF)

问答

ChartQA、ChartMoE(混合专家)

图→代码

ChartMimic、Text2Chart31(强化学习)

缺高质量数据?ChartLlama、EvoChart 用 GPT-4 合成 100 万对<图,QA>

5.2 视频分析:把 3 小时视频压成 256 tokenFigure-8 LLM 视频分析流水线关键帧抽取 + Token-Merging:TimeMarker、Grounded-VideoLLM

时间锚定:用「<t=05:12>」特殊 token 让模型精准定位

多智能体:检测→描述→摘要 分角色协作,长视频也能秒级回答

5.3 文档理解:超越 OCR 的多模态架构非结构化文档分析技术挑战

阶段

代表模型

早期融合

LayoutLM(文本+坐标+图片一起输入)

中期融合

LayoutLMv2、DocFormer(双塔交叉注意力)

后期融合

DLAFormer(多任务共享主干)

RAG 方案:

文本分支 RAFT、视觉分支 M3DOCRAG,再双路融合 VisDoM

合成数据:PosterLlama 把“排版”变成 HTML+CSS 代码生成,无限扩增

5.4 3D 模型:点云→语言对齐Figure-9 3D-Language Fusion 框架3D-LLM:多视角渲染→视觉 token→LLM,实现场景描述、导航 QA

领域专用:3D-MoLM(分子)、ProteinChat(蛋白质)

跨模态强化:LLMI3D 只改 2% 参数就让 LLM 看懂单图→3D 几何

6. 异构数据湖:一句话查询所有模态

场景:“找出 19 世纪油画里出现过≥3 次的颜色,对应拍卖价高于均值多少?”

模态对齐:Unicorn(MoE+对比学习)、Symphony(全部转文本嵌入)

检索:CAESURA 把 SQL、VQA、图文相似度统一成 SQL-Like 语法

智能体:XMODE 自动拆成“SQL 查年份→VQA 数颜色→Python 画图”


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