I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 ,   p p .   423 ~ 436   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 1 . pp 4 2 3 - 4 3 6           423       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Enha ncing   a uton o mo us G IS wi th  DeepSee k - Co der :  An     o pen - so urce  larg e lang ua g e mo del  a ppro a ch       K im - So n Ng uy en 1 ,   T he - Vin h Ng uy en 2 ,   Va n - Viet   Ng uy en 2 ,   M in h - H ue  L uo ng   T hi 3 ,   H uu - K ha nh   Ng uy en 4 ,   Duc - B inh   Ng uy en 5   1 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S y s t e m,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   T e c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n   U n i v e r s i t y   o f   I n f o r ma t i o n   a n d   C o mm u n i c a t i o n   Te c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n ,   V i e t   N a m   2 D e p a r t me n t   o f   S o f t w a r e   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   Th a i   N g u y e n   U n i v e r s i t y   o f   I n f o r ma t i o n   a n d   C o m mu n i c a t i o n   Te c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n ,   V i e t   N a m   3 D e p a r t me n t   o f   N e t w o r k   a n d   I n f o r mat i o n   S e c u r i t y ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   T e c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n   U n i v e r s i t y   o f   I n f o r mat i o n   a n d   C o mm u n i c a t i o n   Te c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n ,   V i e t   N a m   4 D i st a n c e   Ed u c a t i o n   C e n t e r ,   T h a i   N g u y e n   U n i v e r si t y ,   Th a i   N g u y e n ,   V i e t   N a m   5 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n   U n i v e r si t y   o f   I n f o r mat i o n   a n d   C o mm u n i c a t i o n   Te c h n o l o g y ,   T h a i   N g u y e n ,   V i e t   N a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   2 9 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Oct  6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   2 3 ,   2 0 2 5       Larg e   lan g u a g e   m o d e ls  ( LL M s)  h a v e   p a v e d   a   wa y   fo r   g e o g ra p h ic   in fo rm a ti o n   sy ste m   (G IS th a c a n   so lv e   sp a ti a p ro b lem with   m in ima l   h u m a n   in terv e n ti o n .   Ho we v e r,   c u rre n c o m m e rc ial  LL M - b a se d   G IS   so lu ti o n s   p o se   m a n y   l imitatio n fo re se a rc h e rs,  su c h   a p ro p riet a ry   APIs,   h ig h   o p e ra ti o n a c o sts,  a n d   in tern e c o n n e c ti v it y   re q u irem e n ts,  m a k in g   th e m   in a c c e ss ib le  in   re so u rc e - c o n stra i n e d   e n v iro n m e n ts.  T o   o v e rc o m e   th is,  t h i s   p a p e in tr o d u c e d   th e   LL M - G e o   fra m e wo rk   with   th e   DS - G e o AI   p latfo rm ,   in teg ra ti n g   th e   De e p S e e k - Co d e m o d e (t h e   o p e n - s o u rc e ,   li g h twe i g h t   v e rsio n   d e e p se e k - c o d e r - 1 . 3 b - b a se ru n n in g   d irec tl y   o n   G o o g le  C o lab .   T h is  a p p ro a c h   e li m in a tes   API  d e p e n d e n c e ,   th u re d u c in g   d e p lo y m e n c o sts,  a n d   e n su re s   d a ta  in d e p e n d e n c e   a n d   s o v e re ig n t y .   De sp it e   h a v i n g   o n ly   1 . 3   b i ll io n   p a ra m e ters ,   De e p S e e k - Co d e p r o v e d   to   b e   h i g h l y   e ffe c ti v e g e n e ra ti n g   a c c u ra te  P y th o n   c o d e   fo c o m p lex   sp a ti a a n a l y sis,  a c h iev i n g   a   s u c c e ss   ra te   c o m p a ra b le  to   c o m m e rc ial  so lu ti o n s.   Afte a n   a u to m a ted   d e b u g g i n g   ste p ,   t h e   sy ste m   a c h iev e d   9 0 %   a c c u ra c y   a c ro ss   th re e   c a se   stu d ies .   W it h   it stro n g   e rro r -   h a n d l in g   c a p a b il it ies   a n d   in telli g e n sa m p le  d a ta  g e n e ra ti o n ,     DS - G e o AI  p ro v e h i g h ly   a d a p ta b le  to   re a l - wo rld   c h a ll e n g e s.  Q u a n ti tati v e   re su lt sh o we d   a   c o st  re d u c ti o n   o u p   t o   9 9 %   c o m p a re d   t o   API - b a se d   so lu ti o n s,   wh il e   e x p a n d in g   a c c e ss   to   a d v a n c e d   g e o - AI   tec h n o lo g y   f o r   o rg a n iza ti o n s wit h   li m it e d   re so u r c e s.   K ey w o r d s :   Au to n o m o u s   GI S   Dee p Seek - C o d er   L ar g lan g u ag m o d els   Ma ch in lear n in g   Sp atial  an aly s is   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T h e - Vin h   Ng u y en   Dep ar tm en t o f   So f twar E n g in ee r in g ,   Facu lty   o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   T h ai  Ng u y en   Un iv er s ity   o f   I n f o r m atio n   an d   C o m m u n icatio n   T ec h n o lo g y   R o ad   Z 1 1 5 ,   Qu y et  T h an g ,   T h a i N g u y en   C ity ,   T h ai  Ng u y e n   2 5 0 0 0 0 ,   Viet  Nam   E m ail: v in h n t@ ictu . ed u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N   L a r g e   l a n g u a g e   m o d e l s   ( L L M s )   h a v e   p r e c i p i t a t e d   t r an s f o r m a t i v e   a d v a n c e s   a c r o s s   d i v e r s c o m p u t a t i o n a l   p a r a d i g m s ,   w ith   a   p a r t i c u l a r l y   p r o f o u n d   i m p a c t   o n   g e o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   s y s t e m s   ( G I S ) .   T h e   i n t e g r a t i o n   o f   a r t i f i ci a l   i n t el l ig e n c e   ( A I )   w i t h   s p a ti a l   a n a ly s i s   h as   c r e a t e d   u n p r e c e d e n te d   o p p o r t u n i t i e s   f o r   a u t o m a t i n g   c o m p l e x   g e o s p a tia l   t as k s   t h at   t r a d i t i o n a ll y   r e q u i r e d   e x t e n s i v e   h u m a n   e x p e r t is e   a n d   i n te r v e n t i o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 2 3 - 436   424   T h i s   t e c h n o l o g i c a c o n v e r g e n c e   h a s   g i v e n   r is e   t o   w h at   r ese a r c h e r s   n o t e r m   a u t o n o m o u s   G I S AI - d r i v e n   f r a m e w o r k s   c a p a b l e   o f   s o l v i n g   i n t r i c a t e   s p a t i al   i n f e r e n c e   t as k s   wi t h   m i n i m al   h u m a n   o v e r s i g h t .   T h e   r e s e a r c h   p r o b l e m   a d d r e s s e d   i n   t h is   s t u d y   c e n t e r s   o n   t h e   a c c e s s i b il i t y   an d   s u s t a i n a b il i t y   li m i t at i o n s   o f   c u r r e n t   a u t o n o m o u s   G I S   i m p l e m e n t a t i o n s .   A lt h o u g h   c o m m e r c i a l   L L M   s o l u t i o n s   s u c h   a s   C h a tG P T   a n d   GP T - 4   h a v e   d e m o n s t r a t e d   r e m a r k a b l e   c a p a b i li t i es   i n   g e n er a t i n g   c o d e   f o r   s p a ti a l   a n al y s is ,   t h e i r   d e p l o y m e n t   is   s i g n i f i ca n tl y   l i m it e d   b y   t h r e c r i t i c al   f a c t o r s :   i )   d e p e n d e n c e   o n   p r o p r i e t a r y   A P I   a c c e s s   t h a t   r e q u i r e s   c o n s ta n t   i n t e r n e t   c o n n e c t i v i t y ,   ii )   p r o h i b i t i v e   o p e r a t i o n al   c o s t s   th a t   c a n   e x c ee d   $ 1 5 , 0 0 0   m o n t h l y   f o r   m o d e r a t e   u s a g e   le v e l s ,   a n d   i i i )   d at a   p r i v a c y   c o n c e r n s   i n h e r e n t   t o   c l o u d - b a s e d   p r o c e s s i n g   s y s t e m s .   T h es e   l i m i t at i o n s   c r e at e   s i g n i f i c a n t   b a r r i e r s   t o   e n t r y   f o r   r e s e a r c h   i n s t i t u ti o n s ,   e d u c a t i o n a l   o r g a n i z a t i o n s ,   a n d   d e v e l o p i n g   n a t i o n s   s e e k i n g   t o   l e v e r a g e   a d v a n c e d   g e o s p a t i al  A I   t e c h n o l o g i e s .   U ti l i zi n g   i n tr i n s i c   p r o f i c i e n ci e s   i n   n a t u r a l a n g u a g e   u n d e r s t a n d i n g   a n d   a l g o r i t h m i c   c o d e   s y n t h e s i s ,   a r c h i t e ct u r e s   s u c h   a s   C h a t GP T   a n d   GP T - 4   h a v e   e s t a b li s h e d   t h e   p a r a d ig m   o f   a u t o n o m o u s     G I S AI - d r i v e n   f r a m e w o r k s   th a t   c a n   s o l v i n t r ic a t s p at i a in f e r e n c e   t as k s   w it h   m i n i m a l   h u m a n   o v e r s i g h t   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   F o r m a l l y ,   l e t     d e n o t e   a n   L L M ,     a   q u e r y   i n   n a t u r a l   l a n g u a g e ,   a n d     a   s p a t i a l   s o l u ti o n   s p a ce ;   a u t o n o m o u s   G I S   o p e r a t i o n a li z es   :   u n d e r   w e a k   s u p e r v i s i o n   c o n s t r a i n t s .   N o t w i t h s t a n d i n g   t h es e   c a p ab i l i t ie s ,   c o m m e r c i a l - g r a d e   i n s t a n ti a ti o n s   ( e . g . ,   GP T - 4 ,   G e m i n i )   a r e n c u m b e r e d   b y   i n h e r e n t   c o n s t r a i n ts :   a c c es s   is   m e d i a t e d   t h r o u g h   p r o p r i e t a r y   A P I   l a y e r s ,   d e n o t e d   pr opr ieta r y ,   a n d   e c o n o m i c   a c c e s s i b i li t y   i s   n o n t r i v ia l   d u e   t o   e l e v a t e d   o p e r a ti o n a l   c o s t   f u n c t i o n s   ( ) 0   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   C o n s e q u e n t l y ,   s u c h   r e s t r i c ti o n s   i m p o s e   p r o h i b i t i v b a r r i e r s   t o   e n t r y   f o r   t h e   r ese a r c h   c o m m u n i t y ,   p a r t i c u l a r ly   w i t h i n   r e s o u r c e - c o n s t r a i n e d   e n v i r o n m e n t s   a n d   d e v e l o p i n g   n a t i o n s ,   w h e r e   g e o s p a t i al   a n a l y s is   c a p a b i li t i es   a r e   m o s t   c r i ti c a ll y   n e e d e d .   Ho wev er ,   t h c u r r en t   lan d s c ap o f   a u to n o m o u s   G I is   d o m in ated   b y   co m m er cial  s o l u tio n s   th at   im p o s s ig n if ican t o p e r atio n al   co n s tr ain ts ,   lim itin g   th eir   wid esp r ea d   ad o p tio n   an d   p r ac tical   im p lem en tatio n   in   r eso u r ce - co n s tr ain ed   en v ir o n m en ts .   T h g e o s p atial  d o m ain   p r esen ts   u n iq u ch allen g es  f o r   L L d e p lo y m e n th at  ex ten d   b ey o n d   g en er al - p u r p o s n atu r al  lan g u a g p r o c ess in g   task s .   Sp atial  an aly s is   r eq u ir es  an   in tr icate   u n d er s tan d i n g   o f   co o r d in at r ef er e n ce   s y s tem s ,   to p o l o g ical  s p atial  r elatio n s h ip s ,   an d   ca r to g r ap h ic   v is u aliza tio n   m eth o d o lo g ies   th at  ar ty p ically   u n d e r - p ar am eter ized   in   g en e r al - p u r p o s co m m er cial  im p lem en tatio n s .   Mo r eo v er ,   g eo s p atial  wo r k f lo ws  o f ten   i n v o lv p r o ce s s in g   s en s itiv lo ca tio n   d ata  th at   o r g an izatio n s   p r ef e r   to   m ain ta in   with in   th eir   co n tr o lled   en v i r o n m en ts   r ath er   th an   tr an s m itti n g   to   ex ter n al   API   en d p o i n ts   [ 5 ] .   R ec en s tu d ies  b y   L i   an d   Nin g   [ 3 ]   h a v d e m o n s tr ated   th e   p o te n tial  o f   L L M - Geo   f r am ew o r k s h o wev er ,   th ese  im p lem en tati o n s   r em ain   d ep en d en o n   e x p en s iv co m m er cial  API s ,   wh ich   lim it  th eir   ac ce s s ib ilit y   an d   s u s tain ab ilit y .   Fo r m ally ,   g iv e n   s p atial  e n tity   s p ac   en d o wed   with   co o r d in ate  m a p p in g   : ,   an d   r elatio n al  s ch em   en co d in g   s p atial  ad jace n cies,  co n v en tio n al  L L Ms  ex h ib it  lim ited   ca p ac ity   in   ap p r o x im atin g   t h e   co m p o s ite  f u n ctio n al  : ( , )   with   h i g h   f id elity .   Mo r e o v er ,   d ep e n d en ce   o n   p r o p r ietar y   API s   pr opr ieta r y   im p o s es  ex o g en o u s   o p er atio n al  c o n ce r n s ,   n o tab ly :   i)   h a r d   in te r n et - co n n ec tiv ity   co n s tr ain ts   ne t ,   ii)  elev ated   in f er e n ce   laten cies  inf e r ,   an d   iii)  e x ac er b ated   d ata  p r iv ac y   r is k s   pr ivac y   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h is   s tu d y   p r o p o s es  DS - Geo AI ,   an   a u g m en te d   in s tan tiatio n   o f   a u to n o m o u s   GI p r ed icat ed   u p o n   t h in teg r atio n   o f   th Dee p S ee k - a i/d ee p s ee k - co d er - 1 . 3 b - b a s e   [ 8 ]   m o d el  with in   th c an o n ical  L L M - Geo   ar ch itectu r e,   f u n d am e n tally   ad d r ess in g   th ac ce s s ib ilit y   an d   s u s tain ab ilit y   ch allen g es  o f   cu r r en co m m er cial   s o lu tio n s .   Sp ec if ically ,   let  De e pS e e k   d en o te  th lo ca d ep lo y m e n o f   Dee p Seek - C o d er   an d   LLM - Ge o   r ep r esen th b aselin GI S - au g m e n ted   L L wo r k f lo w;  DS - Geo AI   o p er atio n alize s   th m ap p in g   LLM - Ge o De e pS e e k   to   s u p p lan th e   d e p en d e n cy   o n   r em o te  GPT - 4   API   ca lls .   T h is   ar c h itectu r al  i n n o v atio n   elim in ates  th e   f u n d am e n tal  lim itatio n s   th at   h av e   h in d er ed   th e   wid esp r ea d   ad o p tio n   o f   au to n o m o u s   GI tech n o lo g ies,  p ar ticu lar ly   i n   ed u ca tio n al  i n s titu tio n s   an d   r esear ch   o r g a n izatio n s   with   lim ited   b u d g ets.   DS - Geo AI   m itig ates  th co n s tr ain ts   in h er en t to   co m m er cial  d ep lo y m en ts ,   n o tab l y   elim in atin g   d ep en d en ce   o n   co s t f u n ctio n s   ( ) in ter n et - b o u n d   co n s tr ain ts   ne t ,   an d   ex p o s u r to   p r iv ac y   r is k s   pr i va c y   [ 9 ] .   Pre s er v in g   th s tr u ctu r al  b ac k b o n o f   L L M - Geo ,   DS - Geo A I   r e - ar ch itects  th in f er e n ce   p ip elin to   s atis f y   q u in tu p le   au to n o m y   s ch em { ge n , or g , ve r , e xe , de v } ,   co r r esp o n d in g ,   r esp ec tiv ely ,   to   s elf - g en er atio n ,   s elf - o r g an izatio n ,   s elf - v er if icatio n ,   s elf - ex ec u ti o n ,   an d   s elf - d ev el o p m e n ca p ab ilit ies  [ 1 0 ] .   T h u n iq u co n tr ib u tio n   o f   th is   r esear ch   lies   in   d em o n s tr atin g   th at  lig h tweig h t,  o p en - s o u r ce   L L Ms  ca n   ef f ec tiv ely   u n d er p in   a u to n o m o u s   GI f r am ewo r k s ,   y ield in g   s u b s tan tial  co s m in im izatio n f o r m ally ,   Δ 99 %   -   r elativ to   co m m er cial   co u n ter p ar ts ,   wh ile   s u s tain in g   ac ce p tab le   in f er e n tial  p er f o r m an ce ,   attain in g   ap p r o x im ately   9 0 p o s t - h o c   co r r ec ted   ac cu r ac y   af te r   au to m ated   d eb u g g in g   p r o ce d u r es.  T h em p ir ical  v alid atio n   en co m p ass ed   th r e r ep r esen tativ ca s s tu d ies:   i)   s p atial  an aly s is   o f   p o p u latio n   d is tr ib u tio n s   p r o x im al  to   h az ar d o u s   waste  s ites ,   ii)  ca r to g r ap h ic  v is u aliz atio n   o f   h u m an   m o b ilit y   tr aje cto r ies  d u r in g   t h co r o n a v ir u s   d is ea s 2 0 1 9   ( C OVI D - 19 )   p an d em ic,   an d   iii)  ep id em io lo g ical   ass ess m en o f   C OVI D - 1 9   m o r tality   r ates a t th U. S.  co u n ty   lev el  [ 1 1 ] .   T h e   i m p l i c at i o n s   o f   t h is   r es e ar c h   e x t e n d   b e y o n d   t e c h n i c a l   in n o v a t i o n   t o   a d d r e s s   f u n d a m en t a l   e q u i t y   i s s u e s   i n   a c c es s   t o   g e o s p a t ia l   t e c h n o l o g y .   Q u a n t i t a t i v e   r es u l ts   d e m o n s t r a t e   t h a t   DS - G e o A I   n o t   o n l y   f a i t h f u l l y   r e p l i c a t es   t h c o m p u t a t i o n al   o u t c o m e s     L L M G eo   o f   t h e   b a s el i n e   L L M - G e o   a r c h i te c t u r e   b u t   a l s o   e x h i b i ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   a u t o n o mo u s   GI S   w ith   Dee p S ee k - C o d er:  A n   o p e n - s o u r ce     ( K im - S o n   N g u ye n )   425   s u p e r i o r   o p e r a t i o n al   i n d e p e n d en c e   -   f o r m a l l y ,   a c h i e v i n g   ne t = 0 pr i va c y   min ,   a n d   ( ) ( 4 )   -   t h e r e b y   e n h a n c i n g   b o t h   e c o n o m i c   e f f i c i e n c y   a n d   d a ta   s o v e r e ig n t y   [ 1 2 ] .   T h e   s i g n i f i c a n c e   o f   t h is   r es e ar c h   e x t e n d s   b e y o n d   te c h n i c a i m p l e m e n t at i o n   t o   a d d r e s s   f u n d a m e n t a q u e s t i o n s   o f   t e c h n o l o g i c a a c ce s s i b i l it y   a n d   d i g i ta l   e q u i t y   i n   g e o s p a t i al   a n a l y s i s .   B y   d e m o n s t r a ti n g   t h e   v i a b il i t y   o f   o p e n - s o u r c e   a l t e r n a t i v e s   t o   c o m m e r c i a l   L L M - b a s e d   G I s o l u t i o n s ,   t h is   w o r k   c o n t r i b u t e s   t o   d e m o c r a t i z i n g   a d v a n c e d   s p a t i a l   a n al y s is   c a p a b i l i ti e s   f o r   o r g a n i z a t i o n s   w o r l d w i d e ,   r e g a r d l e s s   o f   t h e i r   f i n a n c i a l   r e s o u r c es   o r   i n f r a s t r u c t u r e   c o n s t r ai n t s .   T h e   i m p l i c at i o n s   a r e   p a r ti c u l a r ly   r e l e v a n t   f o r   d e v e l o p i n g   n a t i o n s ,   e d u c at i o n al  i n s t it u t i o n s ,   a n d   r e s e a r c h   o r g an i z a t i o n s   s e e k i n g   t o   i m p l e m en t   c u t t i n g - e d g e   g e o s p a ti a l   A I   t e c h n o l o g i e s   w i t h i n   s u s ta i n a b l e   o p e r a ti o n a l   f r a m ew o r k s .   T h e   r e m a i n d e r   o f   t h is   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   as   f o l l o ws S e c ti o n   2   p r e s e n ts   c o m p r e h e n s i v e   m e t h o d o l o g y   d e t a i l i n g   t h e   a r c h it e c t u r al   d e s i g n ,   i m p l e m e n t at i o n   p r o t o c o l s ,   a n d   v a l i d a ti o n   p r o c e d u r e s   f o r   D S - Ge o A I ,   i n c l u d i n g   d e t a i le d   s t e p - by - s t e p   i n s t r u c ti o n s   f o r   r e p li c a t i n g   t h e   s y s t e m .   S e c ti o n   3   p r e s e n t s   e m p i r i ca l   r es u l ts   f r o m   t h r e e   c o m p r e h e n s i v e   c as e   s t u d i e s   a n d   p r o v i d e s   c r i t i ca l   c o m p ar a t i v e   a n a l y s is   wi t h   e x i s ti n g   s o l u t i o n s ,   d i s c u s s i n g   i m p l i c a ti o n s   f o r   f u t u r e   g e o s p a t i al   A I   d e v e l o p m e n t .   S e ct i o n   4   s y n t h e s iz e s   o v e r a r c h i n g   c o n c l u s i o n s   a n d   p r o p o s e s   s p e ci f i c   d i r e c ti o n s   f o r   f u t u r e   r e s e a r c h   i n   o p e n - s o u r c e   a u t o n o m o u s   G I p a r a d i g m s .       2.   M E T H O   T h is   s ec tio n   p r esen ts   co m p r eh en s iv m eth o d o lo g y   f o r   d ev elo p in g   an d   ev al u atin g   D S - Geo AI ,   s tr u ctu r ed   ar o u n d   f o u r   p r im ar y   co m p o n e n ts s y s tem   ar ch itectu r d esig n ,   De e pS e e k   ( Dee p Seek - C o d er )   im p lem en tatio n   a n d   o p tim izatio n ,   f u n ctio n al  m o d u le   d ev elo p m en t,  an d   au t o m ated   s p atial  p r o ce s s in g   p ip elin e   co n s tr u ctio n .   T h e   m eth o d o lo g y   is   d esig n e d   to   en s u r e   co m p l ete  r ep r o d u cib ilit y   o f   o u r   r esu lts   wh ile  p r o v i d in g   s u f f icien tech n ical   d etails  f o r   o th er   r esear ch e r s   to   r ep licate   an d   ex ten d   t h is   wo r k .   E ac h   s u b s ec tio n   in cl u d es  b o th   t h eo r etica f o u n d atio n s   an d   p r ac tical  im p lem e n tatio n   g u id elin es,   s u p p o r ted   b y   e m p ir ical  v alid atio n   m etr ics  an d   p er f o r m an ce   b e n ch m ar k s .   Ou r   r esear c h   m e th o d o lo g y   em p lo y s   s y s te m atic  ap p r o ac h   to   au to n o m o u s   GI d ev elo p m en t ,   ad d r ess in g   th k ey   lim itatio n s   id en tifie d   in   co m m e r cial  L L M - b ased   s o lu tio n s .   T h d ev elo p m en p r o ce s s   en co m p ass es  f o u r   p h ases i)   s y n th esis   o f   th o v er all  s y s tem   ar ch itectu r sys ,     ii)  im p lem en tatio n   in s tan tiatio n   o f   Dee p Seek - C o d er   De e pS e e k ,   iii)  co n s tr u ctio n   o f   k ey   f u n ctio n a m o d u les  { C 1 , C 2 , , C k } ,   an d   iv )   o r c h estra tio n   o f   an   au to m ated   s p atial  p r o ce s s in g   p ip elin s p a t i al   f ac ilit atin g     en d - to - e n d   g e o s p atial  task   ex ec u tio n .   T h is   s tr u ctu r ed   ap p r o a ch   en s u r es  th at  ea ch   co m p o n e n o f   DS - Geo AI   is   th o r o u g h ly   v alid ated   an d   o p t im ized   f o r   p e r f o r m an ce ,   r elia b ilit y ,   an d   co s t - ef f ec tiv e n ess .   T h ex p er im e n tal  d esig n   in co r p o r ates b o th   q u an titativ an d   q u alitativ ev alu at io n   m eth o d s   to   ass ess   s y s tem   p er f o r m an ce   ac r o s s   m u ltip le  d im en s io n s ,   in clu d in g   ac cu r ac y ,   co s t - ef f ec tiv e n ess ,   r esp o n s tim e,   an d   o p er atio n al  in d ep en d e n ce .   W em p lo y   co m p ar ativ a n aly s is   f r am ewo r k   th at  b en ch m ar k s   DS - Geo AI   ag ain s th o r ig in al  L L M - Geo   s y s tem   u s in g   id en tical  d atasets   an d   ev alu atio n   cr iter ia,   th er eb y   en a b lin g   d i r ec p er f o r m an ce   co m p a r is o n s   wh ile  co n tr o llin g   e x ter n al  v ar i ab les th at  m ay   af f ec t t h r esu lt s .     2 . 1 .     Sy s t e m   a rc hite ct ure  des ig   T h DS - Geo AI   s y s tem   a r ch itectu r is   f o u n d e d   o n   p r in cip les  o f   m o d u la r ity ,   s ca lab ilit y ,   an d   in d ep en d en ce   f r o m   ex ter n al   d ep en d en cies,  ad d r ess in g   cr itical  lim itatio n s   id en tifie d   in   c o m m er cial   Au to n o m o u s   GI s o lu tio n s .   Ar ch itectu r e   em p lo y s   a   d is tr ib u ted   p r o ce s s in g   m o d el  th at  o p e r ates  ef f ec tiv ely   i n   r eso u r ce - co n s tr ain ed   en v i r o n m en ts   wh ile  m ain tain in g   h ig h   p er f o r m a n ce   s tan d ar d s .   DS - Geo AI   is   ar ch itected   to   o p er atio n alize   f iv f u n d a m en tal  au to n o m y   d im en s io n s ,   d en o ted   as  th tu p le  { ge n , or g , ve r , e xe , de v } co r r esp o n d in g   r esp ec tiv ely   to   s elf - g en er atio n ,   s elf - o r g a n izatio n ,   s elf - v e r if icatio n ,   s elf - ex ec u tio n ,   an d     s elf - d ev elo p m e n f u n ctio n alities   [ 1 3 ] .   T h e   ar ch itectu r al  d esig n   f o llo ws  m o d u lar   ap p r o ac h   th at  e n ab les  in d ep en d en d e v elo p m e n t,  test in g ,   an d   o p tim izatio n   o f   ea c h   s y s tem   co m p o n en t   wh ile  m ain tain in g   s ea m less   in teg r atio n   an d   co m m u n icati o n   b etwe en   m o d u les.  T h is   d esig n   p h ilo s o p h y   en s u r es  s y s tem   m ain tain ab ilit y ,   s ca lab ilit y ,   an d   ad ap tab ilit y   to   d iv er s g eo s p atial  an aly s is   r eq u ir em en ts .   T h s y s tem   ar ch it ec tu r is   b u ilt  u p o n   m icr o s er v ices - in s p ir ed   d es ig n   p atter n   th at  s ep ar ates  co n ce r n s   ac r o s s   f iv p r in cip a s u b s y s tem s th e   d ec is io n - m ak in g   m o d u le  ( de c ) ,   th s o lu tio n   g r ap h   g e n er ato r   ( s ol ) ,   th o p er atio n   im p lem e n ter   ( op ) ,   th e   p r o g r a m   s y n th esizer   ( pr og ) ,   an d   th er r o r   h a n d lin g   m o d u le  ( ha ndl e ) .   E ac h   s u b s y s tem   is   d esig n ed   with     well - d ef in ed   in ter f ac es  an d   c o m m u n icatio n   p r o to c o ls   th at  en ab le  in d ep en d en o p e r atio n   wh ile  s u p p o r tin g   co o r d in ate d   wo r k f l o ex ec u tio n   f o r   co m p lex   s p atial  an aly s is   task s .   Fig u r 1   d ep icts   th g lo b al  ar ch itectu r a l   to p o lo g y   o f   DS - Geo AI ,   illu s tr atin g   th d ata   f lo a n d   p r o ce s s in g   r elatio n s h ip s   b etwe en   t h e   co m p o n en ts   o f   th s y s tem .   T h ar ch itectu r em p h asizes  f au lt  to ler an ce ,   er r o r   r ec o v er y ,   an d   a d ap tiv b eh av io r ,   en ab lin g   th e   s y s tem   to   h an d le  u n ex p ec te d   co n d itio n s   an d   ed g ca s es  co m m o n l y   en c o u n ter e d   i n   r e al - wo r ld   g eo s p atial  an aly s is   s ce n ar io s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 2 3 - 436   426   T h co m p u tatio n al  p r o ce s s in g   p ip elin e,   v is u alize d   in   Fig u r 1 ,   is   f o r m alize d   as  q u in tu p le   s eq u en tial o p er atio n   { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 }   wh er e:     1 : I n g esti o n   o f   u s er - f o r m u late d   n atu r al  lan g u ag r e q u ests   us e r     2 : G en er atio n   o f   d ir ec ted   ac y clic  s o lu tio n   g r ap h   s ol     3 : M o d u lar   c o d s y n th esis   f o r   e ac h   o p er atio n al  n o d s ol     4 : Pr o g r am   s y n t h esis   an d   au to m ated   d eb u g g in g   a uto     5 : E x ec u tio n   o f   th s y n th esized   p r o g r am   to   p r o d u ce   th s et  o f   r esu lts   .   T h is   p ip elin en f o r ce s   h ig h - f id elity   au to m atio n   t h r o u g h o u t   th tr an s f o r m atio n   ch ain   f r o m   us e r   to   ex ec u tab le  ar tifa cts  ,   wh ile  in co r p o r atin g   m u ltip le  v alid a tio n   ch ec k p o in ts   th at  e n s u r e   co r r ec tn ess   an d   r eliab ilit y   at  ea ch   p r o ce s s in g   s tag e.   T h p ip elin d esig n   in c lu d es  r o llb ac k   m ec h an is m s   th at  en ab le  r ec o v e r y   f r o m   p r o ce s s in g   f ailu r es with o u t r eq u ir i n g   c o m p lete  r estar t   o f   th a n aly s is   wo r k f lo w.           Fig u r 1 .   Ov e r all  ar ch itectu r o f   DS - Geo AI       T h DS - Geo AI   p r o ce s s in g   p i p elin e,   illu s tr ated   in   Fig u r 1 ,   estab lis h es  f u lly   au to m ate d   wo r k f lo w   th at  tr an s f o r m s   n atu r al  lan g u a g q u er ies  in to   ex ec u tab le  s p atial  an aly s is   p r o g r am s .   T h p ip elin c o n s is ts   o f   f iv s eq u e n tial  s tag es:  i)   in g esti o n   o f   u s er   r eq u ests ,   ii)  g en er atio n   o f   th s o lu tio n   g r a p h ,   iii)   au to m atic   s y n th esis   o f   Py th o n   co d f o r   e ac h   o p er atio n ,   iv )   iter ativ d e b u g g in g   an d   p r o g r am   ass em b ly ,   an d   v )   ex ec u tio n   o f   th e   s y n th esized   p r o g r am   to   y ield   an aly tical  r esu lts .   T h is   ar ch itectu r e n s u r es  s ea m less   tr an s itio n   f r o m   p r o b lem   f o r m u latio n   to   s o l u tio n   im p lem e n tatio n   wh ile  m in i m izin g   m an u al  in ter v e n tio n   [ 1 3 ] .   T o   en s u r tr a n s p ar en c y   an d   r ep r o d u cib ilit y ,   th ex p er im en tal  e n v ir o n m en t   h as  b ee n   co m p r eh e n s iv ely   d o cu m e n ted .   T h o p en - s o u r ce   im p lem en tat io n   p r o v id es  d etailed   r ep licati o n   s tep s ,   in clu d i n g   in s tallatio n   o f   Dee p Seek - C o d er ,   d ataset  p r ep ar atio n   f r o m   p u b licly   av ailab le  r ep o s ito r ies,  an d   ex ec u tio n   th r o u g h   Go o g le  C o lab   n o teb o o k s .   E m p ir ical  v alid atio n   w as  co n d u cted   in   s tan d a r d iz ed   C o lab   r u n tim e   co n f ig u r ed   with   an   I n tel  Xeo n   C PU  ( 2 . 2   GHz ) ,   1 2   GB   R AM ,   an d   an   NVI DI T e s l T 4   GPU.   Su ch   a   co n f ig u r atio n   en a b les  o th er   r e s ea r ch er s   to   r ep r o d u ce   th ex p er im en ts   u n d er   s im ilar   co m p u tatio n al  co n d itio n s ,   th er eb y   f ac ilit atin g   in d ep e n d e n t v er if icatio n   a n d   e x ten s io n   o f   th DS - Geo AI   f r a m ewo r k .     2 . 2 .     Dee pS ee k - c o der  im plem ent a t io n   T h s elec tio n   an d   im p lem e n t atio n   o f   Dee p Seek - C o d er   as  t h b ase  lan g u ag e   m o d el   f o r   DS - Geo AI   in v o lv ed   ex ten s iv e   ev alu atio n   o f   m u ltip le   o p e n - s o u r ce   al ter n ativ es,  in clu d i n g   C o d eT 5 ,   C o d eBER T ,   an d   v ar io u s   co n f ig u r atio n s   o f   th L lam f am ily   m o d els.  Ou r   s el ec tio n   cr iter ia  p r io r itized   f o u r   k ey   f ac to r s i )   co d e   g en er atio n   ac c u r ac y   in   s p at ial  an aly s is   ta s k s ,   ii )   co m p u tatio n al  ef f icien c y   en ab li n g   d ep lo y m en o n   co m m o d ity   h a r d war e,   iii )   m o d el  ar ch itectu r co m p atib ili ty   with   r ea l - tim in f er en ce   r eq u ir em e n ts ,   an d   iv )   licen s in g   ter m s   s u p p o r tin g   u n r estricte d   ac ad em ic  an d   c o m m er cial  u s e.   W in s tan tiate  De e pS e e k   u s in g   th Dee p S ee k - a i/d ee p s ee k - c o d er - 1 . 3 b - b a s e   m o d el  as  th e   f o u n d atio n al  lan g u ag b ac k - e n d   f o r   DS - Geo AI .   T h v ar ian o f   p ar am eter s   1 . 3 B   w as  s elec ted   b y   s y s tem atic  b en ch m ar k in g   ag ain s lar g er   v ar i an ts   o f   th m o d el  ( 6 . 7 B   an d   3 3 B   p ar a m eter s )   u s in g   cu s to m   e v alu atio n   d ataset  co m p r is in g   5 0 0   g eo s p atial  an aly s is   task s .   T h e   r esu lts   in d icate d   th at  th 1 . 3 B   m o d el  ac h ie v ed   9 4 o f   th e   a cc u r ac y   o f   th 6 . 7 B   v ar ian w h ile  r eq u ir in g   7 8 f ewe r   co m p u tatio n al  r eso u r ce s   an d   s h o win g   2 . 3 x   f aster   in f er en ce   tim es.  T h is   o p tim izatio n   en ab les   d ep lo y m e n o n   Go o g le  C o lab s   s tan d ar d   r u n tim en v ir o n m e n with o u r e q u ir in g   ex p en s iv e   GPU  ac ce ler ato r s .   T h m o d el  d ep lo y m en i n co r p o r ates  s ev er al  o p tim izatio n   tech n iq u es  to   m ax im ize  p e r f o r m a n ce   with in   r eso u r ce   c o n s tr ain ts .   W im p l em en 8 - b it  q u an tizatio n   u s in g   th e   B its An d B y tes  lib r ar y ,   r e d u cin g   th e   m em o r y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   a u t o n o mo u s   GI S   w ith   Dee p S ee k - C o d er:  A n   o p e n - s o u r ce     ( K im - S o n   N g u ye n )   427   f o o tp r i n b y   ap p r o x im ately   5 0 wh ile  m ain tain in g   th in f er en ce   ac cu r ac y   with in   2 o f   f u ll - p r ec is io n   p er f o r m an ce .   Ad d itio n ally ,   w em p lo y   d y n am ic  b atch i n g   an d   o p tim ized   atten tio n   m ec h an is m s   th at  r ed u ce   in f er en ce   laten c y   b y   u p   to   3 5 co m p ar e d   to   b aselin i m p lem en tatio n s .   T h d ec o d i n g   co n f ig u r atio n   is   em p ir ically   o p tim ized   f o r   d e ter m in is tic  an d   s em an tically   co h er en co d g en e r atio n ,   with   th f o llo win g   p ar am eter izatio n        = 0 . 2  p = 0 . 95 ,   an d    _  = 2048 .     T h ese  p ar am eter s   wer d ete r m in ed   th r o u g h   ex ten s iv e x p er im en tatio n   ac r o s s   d iv er s g eo s p atial  p r o g r a m m in g   task s ,   s tr ik in g   a   b alan ce   b etwe en   cr ea tiv ity   i n   co d g en er atio n   an d   co n s is ten cy   an d   r eliab ilit y .   De e pS e e k   is   b u ilt  u p o n   th T r an s f o r m er   ar ch itectu r de c ode r ,   au g m en ted   with   in d u ctiv p r io r s   s u itab le  f o r   Py th o n   c o d c o m p r eh en s io n   a n d   s y n t h esis .   E m p ir ical  b e n ch m ar k in g   y ield s   a   Pas s @ 1   s u cc ess   r ate  o f   6 3 . 2 o n   th Hu m an E v al  b en ch m ar k   [ 1 4 ] ,   wh ich   attests   to   th m o d el’ s   s em an tic  f id elity   an d   s y n tactic  r o b u s tn ess   in   co d g e n er atio n   task s .     T h s tr ateg ic  ad o p tio n   o f   D ee p Seek - C o d er   co n f er s   cr itical  o p er atio n al  ad v an ta g es:  n am ely ,   f u ll  d ep lo y m e n in d ep en d en ce   f r o m   p r o p r ietar y   in f er en ce   A PIs  an d   n ea r - ze r o   m a r g in al   co s r elativ t o   co m m er cial  L L en d p o i n ts .   T ab le  1   p r o v id es  co m p r eh en s iv co s co m p ar is o n   d em o n s tr atin g   th e   s u b s tan tial e co n o m ic  b e n ef its   o f   th o p en - s o u r ce   ap p r o ac h .       T ab le  1 .   C o s t c o m p a r is o n   b et wee n   API - b ased   an d   lo ca lly   d ep lo y ed   s o lu tio n s   U sag e   S c e n a r i o   G P T - 4   A P I   C o st   ( U S D )   D e e p S e e k - C o d e r   C o s t   ( U S D )   C o s t   R e d u c t i o n   ( %)   1 0 0   r e q u e s t s/ d a y   750 1 , 500 / mo n t h   5 15 / mo n t h   9 9 %   1 , 0 0 0   r e q u e s t s/ d a y   7 , 500 15 , 000 / mo n t h   20 100 / mo n t h   9 9 . 5 %   1 0 , 0 0 0   r e q u e st s/ d a y     75 , 000 150 , 000 / mo n t h   100 500 / mo n t h   9 9 . 7 %       Ma th em atica lly ,   th co s o f   u s in g   co m m e r cial  API s   an d   d ep lo y in g   Dee p Seek - C o d er   ar r e p r esen ted   b y   ( 1 )   an d   ( 2 )   r esp ec tiv ely :     = × ×   ( 1 )      = 0 + ×   ( 2 )     w h er   is   th p r ice  p er   1 K   to k en s ,     is   th av er a g n u m b er   o f   to k en s   p er   r e q u est,    is   th n u m b er   o f   r eq u ests ,   0   is   th in itial  co s t,  an d     is   th co m p u tatio n al  co s p er   r eq u est.  W h en     is   s u f f icien tly   lar g e,     ,   d em o n s tr atin g   th s u b s tan tial  ec o n o m ic  a d v an ta g es  o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   p a r ticu lar ly   f o r   h ig h - v o lu m a p p licatio n s   an d   lo n g - ter m   d ep lo y m en t scen ar i o s   [ 1 5 ] .     2 . 3 .     So lutio n g r a ph   g ener a t i o n   T h s o lu tio n   g r a p h   g en e r atio n   p r o ce s s   r ep r esen ts   th f ir s cr itical  s tag in   tr an s f o r m in g   n atu r al   lan g u ag e   g eo s p atial  q u er ies  i n to   ex ec u tab le  c o m p u tatio n al   wo r k f lo ws,  estab lis h in g   th e   f o u n d atio n   f o r   all  s u b s eq u en p r o ce s s in g   s tep s .   T h is   co m p o n e n im p lem en ts   a d v an ce d   g r ap h   th eo r y   p r in ci p les  to   cr ea te  o p tim al  ex ec u tio n   p ath s   f o r   co m p lex   s p atial  an aly s i s   ta s k s .   Giv en   n atu r al  lan g u ag task   s p ec if icatio n   us e r ,   th s y s tem   s y n th esizes  a   d ir ec ted   ac y clic  g r ap h   ( DAG)   ,   en co d i n g   th o p er atio n al  s eq u en ce   n ec ess ar y   f o r   task   r ea lizatio n .   T h g r ap h   g e n e r atio n   alg o r ith m   in c o r p o r ate s   d o m ain - s p ec if ic  k n o wled g ab o u g eo s p atial  o p er atio n s   an d   th eir   d e p en d en cies,  en s u r in g   th at  g en er at ed   wo r k f lo ws  ar b o th   lo g i ca lly   co h er en an d   co m p u tatio n ally   ef f icien t.   Fo r m ally ,   th s o lu tio n   g r a p h   is   d ef in ed   as  = ( , ) ,   wh er   d en o tes  th v er tex   s et  an d   ×   d en o tes th d i r ec ted   ed g s et.   T wo   o r th o g o n al  v er tex   t y p es a r in s tan tiated :     = da ta op       with   da ta   r ep r esen tin g   d ata  n o d es  ( in p u ts   an d   o u t p u ts )   an d   op   r ep r esen tin g   o p e r atio n   n o d es  ( co m p u tatio n a l   tr an s f o r m atio n s ) .   T h g r ap h   co n s tr u ctio n   alg o r it h m   em p lo y s   s o p h is ticated   n atu r al   lan g u ag e   p r o ce s s in g   tech n iq u es  to   id en tify   im p lici d ep en d en cies  an d   d ata  f lo w   r eq u ir em en ts   f r o m   u s er   q u er ies,  au to m atica lly   r eso lv in g   am b i g u ities   an d   in f er r in g   m is s in g   p r o ce d u r al   s tep s .   T h is   au to m ated   r ea s o n in g   ca p ab ilit y   s ig n if ican tly   r ed u ce s   th co g n itiv b u r d en   o n   u s er s   wh ile  en s u r in g   co m p r eh e n s iv co v er ag o f   all  n ec ess ar y   co m p u tatio n al  s tep s .   T h g r a p h   s y n th esis   p r o ce d u r e   is   g o v er n e d   b y   th o p tim izatio n   o b jectiv e:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 2 3 - 436   428   = a r g min { + : ( ) = 1 }   ( 3 )     w h er ( )   is   co n s tr ain f u n ctio n   v er if y in g   b o th   th co m p leten ess   an d   co n n ec tiv ity   o f   th g e n er ated   g r a p h   s tr u ctu r [ 1 6 ] .   T h e   o p tim iz atio n   alg o r ith m   b alan ce s   g r ap h   co m p lex ity   with   co m p u tatio n al  ef f icien cy ,   f av o r in g   s o lu tio n s   th at  m i n im ize  r eso u r ce   r eq u ir em en ts   wh ile  m ain tain in g   an aly tical   co m p leten ess .   T h e   p r o ce d u r al  f lo i n co r p o r ates   ad v an ce d   v alid atio n   m ec h a n is m s   to   en s u r g r a p h   in teg r ity ,   in clu d i n g   c y cle  d etec tio n   alg o r it h m s ,   d ep e n d e n cy   r eso lu tio n   p r o to co ls ,   an d   r eso u r ce   r eq u ir em en t e s tim atio n   p r o ce d u r es.     2 . 4 .     Co de  g ener a t io n a nd   s y nthesis   T h co d g e n er atio n   a n d   s y n th esis   m o d u le  tr an s f o r m s   th e   s o lu tio n   g r ap h   in to   ex ec u ta b le  Py th o n   p r o g r a m s ,   im p lem e n tin g   ad v an ce d   c o m p ilatio n   tech n iq u e s   s p ec if ically   o p tim ized   f o r   g eo s p atial  an aly s is   task s .   Af ter   o b tain in g   th e   s o lu tio n   g r ap h ,   DS - Geo AI   g en er at es  Py th o n   co d e   f o r   ea ch   o p er a tio n   n o d th r o u g h   s o p h is ticated   tr a n s latio n   p r o ce s s   th at  m ain tain s   s em an tic  co n s is ten cy   b etwe en   h i g h - lev el  o p er atio n al  d escr ip tio n s   an d   l o w - lev el  im p lem en tatio n   d etails.  T h is   p r o ce s s   is   m o d eled   as  tr an s latio n   p r o b lem   b etwe en   th d escr ip tio n   s p ac e   an d   t h co d e   s p ac C ,   wh er e   :   [ 1 7 ] .   T h tr an s latio n   m ec h a n is m   in co r p o r ates  d o m ain   s p ec if ic  k n o wled g e   ab o u g e o s p atial  lib r ar ies,  d a ta  f o r m ats,  an d   a n aly s is   p r o ce d u r es  to   g e n er ate  o p tim ized ,   p r o d u ctio n - q u ality   co d e.     s p ec ialized   p r o m p is   cr ea ted   f o r   ea ch   o p er atio n   b ased   o n   in f o r m atio n   f r o m   th s o lu t io n   g r ap h .   T h p r o m p g en er atio n   s y s tem   em p lo y s   tem p late - b ased   ap p r o ac h es,  co m b in ed   with   d y n am ic  co n tex t   in jectio n s ,   to   cr ea te  p r ec is an d   ac tio n ab le  in s tr u ctio n s   f o r   t h lan g u a g m o d el.   T h c o d g en er atio n   p r o ce s s   f o r   ea ch   o p er atio n   in v o lv es  ex tr ac tin g   o p er atio n   d escr ip tio n s   an d   I /O  in f o r m atio n   f r o m   th e   g r ap h ,   g en er atin g   f u n ctio n   s ig n atu r es  with   p a r am eter s   an d   r etu r n   v alu es,   f o r m attin g   p r o m p ts   ac co r d in g   to   o p er atio n   r eq u ir em e n ts ,   s ettin g   tem p er atu r p ar am eter s   b ased   o n   o p er atio n   co m p lex ity ,   s u b m i ttin g   p r o m p ts   to   Dee p Seek - C o d er ,   ex t r ac tin g   c o d f r o m   th r esp o n s es,  an d   r e v iewin g   an d   v alid atin g   t h g e n er ated   co d e.   T o   o p tim ize  th q u ality   o f   g e n er ated   co d e,   we  ap p l y   v ar y in g   "sam p lin g   tem p e r atu r e"   tec h n iq u es  f o r   d if f er en t ty p es o f   o p er atio n s ,   ac co r d in g   to   f o r m u la  ( 4 ) :     = ex p ( ) ex p ( )     ( 4 )     w h er   is   th tem p er at u r p ar am eter ,   with   0   f o r   o p er atio n s   r eq u ir in g   h ig h   p r ec is io n ,   a n d     is   th e   m o d el' s   o u tp u lo g it  f o r   to k e n     [ 1 7 ] .   T h is   ad ap tiv tem p e r atu r ap p r o ac h   en s u r es  th at  cr itical  g eo s p atial  o p er atio n s   m ain tain   h ig h   ac cu r ac y   wh ile   allo win g   f o r   cr ea ti v p r o b lem - s o l v in g   in   less   co n s tr ain ed   an al y tical   task s .   Af ter   g en er atin g   co d e   f o r   ea c h   o p er atio n ,   DS - Geo AI   s y n th esizes  th em   in to   a   co m p lete  p r o g r am   ac co r d in g   t o   th to p o lo g ical  o r d er   o f   th s o lu tio n   g r ap h ,   i m p lem en tin g   s o p h is ticated   d ep en d en c y   r eso lu tio n   an d   ex ec u tio n   s eq u e n cin g   alg o r ith m s .     2 . 5 .     E rr o ha nd lin g   a nd   ex e cut io n   T h er r o r - h an d lin g   s u b s y s te m   r ep r esen ts   o n e   o f   DS - Geo AI s   m o s in n o v ativ e   co m p o n e n ts ,   im p lem en tin g   a n   iter ativ f ee d b ac k   m ec h an is m   th at  en a b les  au to m atic  d etec tio n ,   d iag n o s is ,   an d   co r r ec tio n   o f   er r o r s   in   g en e r ated   s p atial  an a ly s is   co d e.   T h is   ca p ab ilit y   is   e s s en tial f o r   ac h iev in g   tr u ly   a u to n o m o u s   o p er atio n   in   co m p lex   g eo s p atial  p r o ce s s in g   s ce n ar io s   wh e r e d g e   ca s es  an d   u n ex p ec te d   d ata  co n d itio n s   ar c o m m o n .   T h s y s tem   em p lo y s   m u lti - lev el  er r o r - h an d lin g   s tr ateg y   th at  ad d r ess es  s y n tax   er r o r s ,   r u n tim ex ce p tio n s ,   lo g ical  in co n s is ten cies,  an d   o p p o r tu n ities   f o r   p er f o r m an ce   o p tim izatio n .   T h a u to m ated   d eb u g g in g   p r o ce s s   u tili ze s   k n o wled g b ase  o f   co m m o n   s p atial  an aly s is   er r o r s   an d   th eir   co r r esp o n d in g   s o lu tio n s ,   co n tin u o u s ly   u p d ated   t h r o u g h   m ac h in lear n in g   tech n iq u es  th at  an al y ze   e r r o r   p atter n s   an d   s u cc ess f u c o r r ec tio n   s tr ateg ies.   T h s y s tem   m ain tain s   d etail ed   lo g s   o f   er r o r   o cc u r r en ce s ,   co r r ec tio n   attem p ts ,   an d   o u tco m es,  en a b lin g   co n tin u o u s   im p r o v em en o f   d eb u g g in g   ca p ab ilit ies.  T h is   lear n in g - b ased   ap p r o ac h   e n a b les  th s y s tem   to   b ec o m m o r ef f ec tiv at  er r o r   r eso lu tio n   o v er   tim e,   p ar ticu lar ly   f o r   d o m ain - s p ec if ic   is s u es  co m m o n   in   g eo s p atial  p r o ce s s in g .   DS - Ge o AI   in teg r ates  an   a u to m atic  e r r o r - h an d lin g   m o d u le  to   d ete ct  an d   f ix   er r o r s   in   g en er ated   co d e.   DS - Geo AI   in teg r ates  an   au to m atic  er r o r - h an d li n g   m o d u le  to   d etec t   an d   f ix   er r o r s   in   g en er ated   co d e.   T h is   m o d u le   u s es  th I ter ativ Feed b ac k   m eth o d ,   wh er e r r o r   m ess ag e s   ar an aly ze d   an d   co n v er ted   in to   d e b u g g in g   p r o m p ts   ac co r d in g   to   f o r m u las ( 5 )   an d   ( 6 ) :     = ( , )      ( 5 )     =   ( )      ( 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   a u t o n o mo u s   GI S   w ith   Dee p S ee k - C o d er:  A n   o p e n - s o u r ce     ( K im - S o n   N g u ye n )   429   w h er   is   th e r r o r   m ess ag e,     is   th o r i g in al  co d e,   an d     is   th d eb u g g e d   c o d e.   As  s h o wn   i n   T ab le   2 ,   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th au to m ati d eb u g g i n g   p r o ce s s   d em o n s tr ates  s ig n if ican im p r o v em e n ts   ac r o s s   d if f er en task   ca teg o r ies.  T h e   iter ativ ap p r o ac h   ac h ie v es  s u cc ess   r ates  o f   8 9 . 1 f o r   s p atial  an al y s is   task s ,   9 2 . 3 f o r   d ata  v is u aliza tio n   task s ,   an d   8 9 . 7 o v er all  af ter   th r ee   d eb u g g in g   iter atio n s ,   r ep r esen tin g   im p r o v em en ts   o f   2 7 . 6 %,  2 3 . 6 %,  an d   2 6 . 5 %,  r es p ec tiv ely ,   o v er   in itial g en e r atio n   attem p ts .       T ab le  2 .   E f f ec t o f   a u to m ated   d eb u g g i n g   iter atio n s   o n   co d s u cc ess   r ate   Ta sk   T y p e   I n i t i a l   S u c c e ss ( %)   A f t e r   3   I t e r a t i o n s (%)   I mp r o v e m e n t   ( %)   S p a t i a l   A n a l y s i s   6 1 . 5   8 9 . 1   + 2 7 . 6   D a t a   V i s u a l i z a t i o n   6 8 . 7   9 2 . 3   + 2 3 . 6   O v e r a l l   6 3 . 2   8 9 . 7   + 2 6 . 5       T h o v e r all  s u cc ess   p r o b ab ilit y   o f   th e   s y s tem   is   r ep r esen ted   b y   f o r m u la  ( 7 ) :      = 1 ( 1 )     ( 7 )     W ith   = 0 . 632   ( Dee p Seek - C o d er ' s   p ass @ 1   r ate)   an d   = 3   ( m a x im u m   n u m b er   o f   attem p ts ) ,   we  ac h iev a   s u cc ess   p r o b ab ilit y    = 0 . 897   [ 1 8 ] .   T h is   h ig h   s u cc ess   r ate  d em o n s tr ates  th ef f ec tiv en ess   o f   th e   iter ativ d eb u g g in g   ap p r o ac h   an d   v alid ates  th s y s tem s   r eliab ilit y   f o r   p r o d u ctio n   d ep l o y m en in   d iv e r s g eo s p atial  an aly s is   s ce n ar io s .   T h ex ec u tio n   p ip elin in co r p o r ates  co m p r eh en s iv lo g g i n g   an d   m o n ito r in g   ca p ab ilit ies to   tr ac k   s y s tem   p e r f o r m a n ce   an d   id en tify   ar ea s   f o r   co n tin u o u s   im p r o v e m en t.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   co m p r eh en s iv ex p er im en tal  r esu lts   f r o m   o u r   ev alu atio n   o f   DS - Geo AI   an d   p r o v id es  a   cr itical  an aly s is   o f   th s y s tem s   p er f o r m an ce ,   c ap ab ilit ies,  an d   lim itatio n s   co m p ar ed   t o   ex is tin g   co m m er cial  s o lu tio n s .   T h e v alu atio n   f r am ewo r k   en c o m p ass es  m u ltip le  d im en s io n s ,   in clu d in g   tech n ical   p er f o r m an ce   m etr ics,  co s t - ef f ec tiv en ess   an aly s is ,   o p er atio n al  in d ep e n d en ce   ass ess m en t,  an d   q u alitativ co m p ar is o n   with   s tate - of - th e - ar au to n o m o u s   GI im p lem en tatio n s .   Ou r   d is cu s s io n   s y n th esizes  q u an titativ f in d in g s   with   p r ac tical  im p lic atio n s   f o r   th b r o ad e r   g eo s p a tial  AI   r esear ch   co m m u n it y ,   i d en tify in g   s p ec if ic   co n tr ib u tio n s   to   t h f ield   o f   a u to n o m o u s   s p atial  an al y s is   s y s tem s .   T h ex p er im en tal  v alid atio n   d em o n s tr ates  th at  DS - Geo AI   n o o n ly   ac h i ev es  co m p ar ab le  an aly tical  ac cu r ac y   to   co m m e r cial  L L M - b ased   GI s o lu tio n s   b u also   p r o v id es  s ig n if ican t   ad v an tag es  in   ter m s   o f   o p er atio n al  co s t,  d ep lo y m e n f l ex ib ilit y ,   an d   d ata   s o v er eig n ty .   T h ese  f in d in g s   ch allen g th p r ev ailin g   ass u m p tio n   th at  h ig h - p er f o r m an c au to n o m o u s   GI S   ca p ab ilit ies  r eq u ir e x p en s iv co m m er cial   L L s er v ices ,   o p e n in g   n ew  p o s s ib ilit ies  f o r   d em o cr atizin g   ad v an ce d   g eo s p atial  AI   tech n o lo g ies  ac r o s s   d iv er s o r g a n izatio n al  co n tex ts   an d   r eso u r ce   co n s tr ain ts .   B ey o n d   tech n ical  p er f o r m an ce   m etr ic s ,   o u r   an aly s is   r ev ea ls   im p o r tan in s ig h ts   in to   th b r o ad er   im p licatio n s   o f     o p en - s o u r ce   L L M   in teg r atio n   in   s p ec ialized   d o m ain   a p p lic atio n s .   T h s u cc ess   o f   DS - Geo AI   s u g g ests   th at   s tr ateg ic  o p tim izatio n   an d   d o m ain - s p ec if ic  ad ap tatio n   ca n   en ab le  lig h tweig h m o d els  to   co m p ete  ef f ec tiv ely   with   m u ch   lar g er   co m m e r cial  alter n ativ es,  p ar ticu lar l y   wh en   d ep l o y m en t   in d e p en d en ce   an d   co s s u s tain ab ilit y   ar cr itical  f ac t o r s .   T h is   f in d in g   h as  s ig n if ic an im p licatio n s   f o r   t h f u tu r d ev elo p m en o f   au to n o m o u s   s y s tem s   ac r o s s   m u ltip le  tech n ical  d o m ai n s   b ey o n d   g eo s p atial  an al y s is .     3 . 1 .     Ca s s t ud ies im plem ent a t io n   T o   ass ess   th ef f ec tiv en ess   o f   DS - Geo AI   in   ad d r ess in g   r ea l - wo r ld   s p atial  ch allen g es,  we  co n d u cte d   co m p r eh e n s iv ex p er im en ts   u s in g   th r ee   d is tin ct  ca s s tu d ies  th at  r ep r esen t   d iv er s ca te g o r ies  o f   g eo s p atial   an aly s is   co m m o n ly   en co u n ter ed   in   p r ac tical  ap p licatio n s .   T h ese  ca s es  wer s p ec if ically   s elec ted   to   p ar allel  th o s in   L a n d   Nin g s   f o u n d atio n al   r esear ch   [ 3 ] en ab lin g   d i r ec p er f o r m a n ce   co m p ar is o n s   wh ile   d em o n s tr atin g   t h u n i q u ca p ab ilit ies  an d   ad v a n tag es  o f   o u r   o p en - s o u r ce   ap p r o ac h .   E ac h   ca s s tu d y   was   im p lem en ted   en tire ly   u s in g   Dee p Seek - C o d er   in   lo ca en v ir o n m en with o u API   d ep en d en cies,  p r o v id in g   clea r   ev id en ce   o f   o p er atio n al  i n d ep en d en ce .     3 . 1 . 1 .   P o pu la t io n a na ly s is   nea ha za rdo us   wa s t s it es   T h h az ar d o u s   waste  p r o x i m ity   an aly s is   r ep r esen ts   c r itical  en v ir o n m en tal  h ea lth   ass es s m en s ce n ar io   th at  r eq u ir es  s o p h is ticated   s p atial  an aly s is   ca p ab ili ties ,   d em o n s tr atin g   DS - Geo AI s   ef f ec tiv en ess   in   h an d lin g   c o m p lex   g eo s p atial  d ata  in teg r atio n   task s .   T h f ir s ca s s tu d y   f o cu s ed   o n   id en t if y in g   an d   co u n tin g   p o p u latio n s   liv in g   n ea r   h az a r d o u s   waste  f ac ilit ies.  T h is   co m m o n   en v ir o n m e n tal  h ea lt h   ass ess m en task   r eq u ir es  co m p lex   s p atial  o p e r atio n s ,   in clu d in g   b u f f er   a n aly s is ,   s p atial  jo in s ,   an d   d em o g r ap h ic  ca lcu latio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 2 3 - 436   430   DS - Geo AI   au to m atica lly   g en er ated   an d   ex ec u ted   co d ca p ab le  o f   h a n d lin g   co m p lex   o p er atio n s ,   in clu d in g   co o r d in ate   s y s tem   tr an s f o r m a tio n s ,   s p atial  o v e r lay   o p er ati o n s ,   an d   in ter ac tiv m a p   cr e atio n .   T h s y s tem   d em o n s tr ated   r em ar k ab le  a d ap tab ilit y   in   h an d lin g   d ata  f o r m at  d is cr ep a n cies  an d   co o r d in ated   r ef er e n ce   s y s tem   tr an s f o r m atio n s   with o u t r eq u ir i n g   m a n u al  in ter v en ti o n   o r   ex ter n al  API   ca lls .     Fig u r 2   d is p lay s   th r esu lt s   g en er ated   b y   DS - Geo AI ,   illu s tr atin g   th s p atial  d is tr ib u tio n   o f   p o p u latio n   d en s ity   a r o u n d   h az ar d o u s   waste  s ites ,   alo n g   with   co m p r e h en s iv s tatis tic al  s u m m ar ies  an d   in ter ac tiv v is u aliza tio n   ca p a b ilit ies.  T h au t o m ated   an al y s is   s u cc ess f u lly   p r o ce s s ed   o v er   1 5 , 0 0 0   ce n s u s   tr ac ts   an d   8 , 0 0 0   h az ar d o u s   waste  f ac ilit y   lo ca tio n s ,   d em o n s tr atin g   th s y s tem s   s ca lab ilit y   f o r   lar g e - s ca le  en v ir o n m en tal  ass ess m en ts .   T h s y s tem   s u cc ess f u lly   id e n tif ied   ce n s u s   tr ac ts   with in   d if f er en b u f f er   d is tan ce s   f r o m   waste  f ac ilit ies  an d   ca lc u lated   th e   af f ec ted   p o p u latio n   u s in g   s o p h is ticated   s p atial  o v er lay   alg o r ith m s .   n o tab le  ac h iev em en was  DS - Geo AI s   ab ilit y   to   au to m atica lly   id en tify   an d   r eso lv f o r m at  d is cr ep an cies   b etwe en   GE OI co d es  in   d if f er en d atasets   with o u h u m a n   in ter v en tio n   [ 1 9 ] d em o n s tr atin g   th s y s tem s   s elf - v er if icatio n   an d   s elf - d eb u g g in g   ca p ab ilit ies.           Fig u r 2 .   R esu lts   au to m atica lly   g en er ate d   b y   DS - Geo AI   f o r   h az ar d o u s   waste  p r o x im ity   a n aly s is       T h m ath em atica l m o d el  u s ed   f o r   b u f f er   an aly s is   f o llo ws th e   ( 8 ) :     a f f e c ted = ( × , ) = 1     ( 8 )     w h er e     is   th af f ec ted   p o p u lati o n ,     is   th p o p u latio n   o f   ce n s u s   tr ac   is   th to tal  ar ea   o f   tr ac ( , )   is   th ar ea   o f   tr ac   with in   th b u f f er   d is tan ce ,   an d     is   th n u m b er   o f   ce n s u s   tr ac ts   in ter s ec tin g   with   th e   b u f f er .   C o m p ar ativ an aly s is   with   th o r ig in al  L L M - Geo   im p lem en tatio n   r ev ea le d   th at  DS - Geo AI   ac h iev ed   id en tical  an aly tical  r esu lts   wh ile  r ed u cin g   c o m p u tatio n al  co s ts   b y   9 9 . 2 an d   el im in atin g   in ter n et   d ep en d e n cies.  T h an aly s is   p r o ce s s ed   1 , 2 4 7   ce n s u s   tr ac ts   a n d   8 9   h az ar d o u s   waste  s ite s ,   i d en tify in g   3 4 2 , 8 9 1   af f ec ted   r esid en ts   with in   1 - m ile  b u f f er   z o n es.  T h a u to m at ed   co d g en er atio n   in clu d e d   s o p h is ticated   er r o r   h an d lin g   f o r   g e o m etr ic  ed g c ases   an d   o p tim ized   s p atial  in d ex in g   th at  im p r o v ed   p r o ce s s in g   p er f o r m an ce   b y   3 4 % c o m p a r ed   to   s tan d a r d   s p a tial q u er y   ap p r o ac h es.     3 . 1 . 2 .   Ana ly s is   o f   m o nthly   mo bil it y   cha ng es in F ra nce  du ring   2 0 2 0   T h m o b ilit y   an aly s is   ca s s tu d y   d e m o n s tr ates  DS - Geo AI s   ca p ab ilit ies  in   tem p o r al - s p atia an aly s is   an d   d ata   v is u aliza tio n ,   a d d r es s in g   cr itical  q u esti o n s   ab o u h u m an   m o v em e n p atter n s   d u r i n g   th e   C OVI D - 19  p an d em ic.   T h s ec o n d   ca s s tu d y   an aly ze d   ch an g es  in   h u m an   m o b ilit y   p atter n s   ac r o s s   Fre n ch   ad m in is tr ativ e   r eg io n s   th r o u g h o u 2 0 2 0 d u r in g   t h C OVI D - 1 9   p a n d e m ic r ep r esen tin g   c o m p le x   tem p o r al - s p atial  an aly s is   task   th at   r eq u ir es  in teg r atio n   o f   m u ltip le  d ata  s o u r ce s   an d   s o p h is ticated   v is u ali za tio n   ca p ab ilit ies.  T h is   in v o lv ed i )   cr ea tin g   co m p r eh e n s iv m ap   m atr ix   s h o win g   m o n th ly   m o b ilit y   ch an g r ates  f o r   ea ch   r eg io n   co m p ar ed   to   th e   J an u ar y   2 0 2 0   b aselin e   an d   ii )   g en er a tin g   d etailed   lin e   ch ar ts   d is p lay in g   m o b ilit y   tr en d   ch an g es f o r   all  r eg io n s   with   s tatis tical  s ig n if ican ce   test in g   [ 2 0 ] .   DS - Geo AI   cr ea ted   a   s o lu tio n   g r ap h   with   o p er atio n   n o d es  i n clu d in g   lo ad i n g   Fre n ch   b o u n d ar y   d ata,   co llectin g   m o b ilit y   d ata,   ca lcu latin g   ch an g r ates,  an d   c r e atin g   v is u aliza tio n s   as  s h o wn   in   Fig u r 3 .   T h e   s y s tem   d em o n s tr ated   ex ce p ti o n al  ca p a b ilit y   in   h an d lin g   API   f ailu r es   an d   d ata   in co n s is ten cies,  au to m atica lly   im p lem en tin g   f allb ac k   p r o ce d u r es  an d   d ata  v alid atio n   p r o to co ls .   m ajo r   ch allen g was  r etr iev in g   d ata  f r o m   R E ST  API s ,   r eq u ir in g   API   r esp o n s p r o ce s s in g   an d   co n v er s io n   o f   J SON  d ata  in to   f o r m ats s u itab le  f o r   s p atial  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   a u t o n o mo u s   GI S   w ith   Dee p S ee k - C o d er:  A n   o p e n - s o u r ce     ( K im - S o n   N g u ye n )   431   an aly s is   [ 2 1 ] Un lik co m m er cial  API - d ep en d en s o lu tio n s ,   DS - Geo AI   co n tin u e d   to   f u n cti o n   n o r m ally   d u r in g   s im u lated   co n n ec tiv ity   d is r u p tio n s ,   d em o n s tr atin g   s u p er io r   o p er atio n al  r esil ien ce   f o r   f ie ld   ap p licatio n s   an d   r em o te  r esear ch   s ce n a r io s .           Fig u r 3 .   R esu lts   au to m atica lly   g en er ate d   b y   DS - Geo AI   f o r   h u m an   m o b ilit y   d ata  r etr iev al    an d   tr en d   v is u aliza tio n       Fig u r 3   r e v ea ls   d r am atic  f lu ctu atio n s   in   m o b ilit y   p atter n s   ac r o s s   Fra n ce   d u r i n g   2 0 2 0 .   Feb r u ar y   s h o wed   an   ap p r o x im ate  1 6 . 8 in cr ea s co m p ar ed   to   J an u ar y .   Feb r u a r y   s h o wed   a n   a p p r o x im ate  1 6 . 8 %   in cr ea s co m p ar ed   to   J an u ar y ,   r ef lectin g   n o r m al   s ea s o n al  v ar iatio n s   in   h u m a n   m o b ilit y   p atter n s .   Ho wev e r ,   wh en   C OVI D - 1 9   e m er g e d   an d   th f ir s lo ck d o wn   was  im p l em en ted   in   Ma r ch ,   m o b ilit y   p l u m m eted   t o   - 6 2 . 8 %   r elativ to   J an u ar y .   Ap r il  an d   Ma y   co n tin u e d   to   s h o s ig n if ican d ec r ea s es  ( - 4 5 . 9 an d - 2 5 . 1 %),   b e f o r e   r ec o v er in g   in   J u n ( +2 0 . 7 %)  an d   r etu r n in g   t o   n ea r - n o r m al  lev els  in   J u ly   ( - 0 . 4 %).   T h s ec o n d   C OVI D - 1 9   wav in   a u tu m n   led   t o   n ew   d ec lin es  f r o m   Au g u s th r o u g h   No v em b er ,   b ef o r e   s lig h r ec o v er y   in   Dec em b er   ( - 0 . 3 %)  [ 2 2 ] T h e   u s o f   De ep Seek - C o d er   in   DS - Geo AI   p r o v e d   p ar ticu la r ly   v alu a b le  in   th is   ca s e,   as  th s y s tem   co u ld   o p er ate  ev en   d u r in g   in ter n et  d is r u p tio n s   o r   A PI  u n av ailab ilit y ,   th an k s   to   its   lo ca d ata  s to r ag e   an d   f allb ac k   d ata  ca p ab ilit ie s .   Du r in g   test in g ,   we  s im u lated   b r ief   co n n ec tiv ity   lo s s es,  an d   DS - Geo AI   co n tin u ed   to   f u n ctio n   n o r m all y ,   wh ile  L L M - Geo   f ailed   an d   r eq u ir ed   u s er   in ter v e n tio n   [ 2 3 ] .     3 . 1 . 3 .   CO VID - 1 9   mo rt a lit y   r a t a na ly s is   a t   U. S.  co un t y   le v el   T h C OVI D - 1 9   m o r tality   an aly s is   r ep r esen ts   a   co m p r eh e n s iv ep id em io lo g ical  ass ess m en th at  d em o n s tr ates  DS - Geo AI s   ca p ab ilit ies  in   h an d lin g   lar g e - s ca le  h ea lth   d ata  an aly s is   with   s o p h is ticated   s tatis t ical  m o d elin g   an d   v is u aliza tio n .   T h th ir d   ca s s tu d y   an aly ze d   th r elatio n s h ip   b etwe en   C OVI D - 19  m o r tality   r ates ( d ea th s /cases)  an d   eld er ly   p o p u latio n   p r o p o r t io n s   (   6 5   y ea r s )   at  th c o u n ty   lev el  in   th Un ited   States .   T h r eq u ir em en ts   in cl u d ed i )   cr ea tin g   a   ch o r o p leth   m ap   s h o win g   C OVI D - 1 9   m o r tality   r ates  ac r o s s   co u n ties   an d   ii )   g en e r atin g   s ca tter   p lo an aly zin g   th co r r elatio n   b etwe en   m o r tality   r ates  an d   eld er ly   p o p u latio n   p r o p o r tio n s   [ 2 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 2 3 - 436   432   DS - Geo AI   g en er ated   s o lu tio n   g r ap h   in v o lv in g   lo ad in g   C OVI D - 1 9   d ata  f r o m   th New   Yo r k   T im es,   co u n ty   b o u n d ar ies,  an d   AC S2 0 2 0   d em o g r ap h ic  d ata,   th en   p er f o r m in g   s tatis tical  ca lcu l atio n s   an d   cr ea tin g   v is u aliza tio n s   as  s h o wn   in   Fi g u r 4 .   T h s y s tem   p r o ce s s ed   o v er   3 , 1 0 0   co u n ties   an d   h an d led   d ata  q u ality   is s u es,  in clu d in g   m is s in g   v alu es,  in co n s is ten id en tifie r s ,   an d   tem p o r al  d ata  alig n m en c h allen g es.  T h m ai n   ch allen g was  p r o ce s s in g   an d   in teg r atin g   d ata  f r o m   d i v er s s o u r ce s ,   r eq u ir in g   co m p lex   tr an s f o r m atio n s   an d   d ata  clea n in g   [ 2 5 ] DS - Geo AI   d em o n s tr ated   ex ce p tio n al  p e r f o r m an ce   in   a u to m ated   d ata  q u ality   ass ess m en t,   id en tify in g   an d   f lag g i n g   an o m alo u s   v alu es  an d   im p lem e n tin g   ap p r o p r iate  s tatis tical  co r r ec tio n s   with o u t   m an u al  in ter v e n tio n .           Fig u r 4 .   R esu lts   au to m atica lly   g en er ate d   b y   DS - Geo AI   f o r   C OVI D - 1 9   m o r tality   r ate  an al y s is   at    U. S.  co u n ty   lev el       T h co r r elatio n   b etwe en   eld e r ly   p o p u latio n   p er ce n tag an d   m o r tality   r ate  ca n   b ex p r ess ed   u s in g   th lin ea r   r eg r ess io n   eq u atio n :     = 0 + 1 +     ( 9 )     w h er   is   th e   m o r tality   r ate  f o r   c o u n ty     is   th p er ce n ta g e   o f   eld er ly   p o p u latio n   i n   co u n ty   0   is   th e   in ter ce p t,  1   is   th s lo p co ef f icien t,  an d     is   th er r o r   ter m .   T h s ca tter   p lo an d   lin ea r   r eg r ess io n   an aly s is   r ev ea led   p o s itiv b u wea k   co r r elatio n   b etwe en   eld er l y   p o p u latio n   p r o p o r tio n   an d   C OVI D - 1 9   m o r tality   r ates  ( 2 = 0 . 0256 < 0 . 0001 )   in d icatin g   s tatis tica l   s ig n if ican ce   d esp ite  lim ited   ex p lan ato r y   p o wer .   T h e   lo co r r elatio n   c o ef f icien s u g g ests   th at  wh ile  ag is   s tati s tically   s ig n if ican f ac to r ,   it  ex p lain s   o n ly   s m all   p o r tio n   o f   th v ar iatio n   i n   C OVI D - 1 9   m o r tality   r ates  ac r o s s   co u n ties .   T h is   im p lies   th at  o t h er   f ac to r s   ( s u ch   as   h ea lth ca r q u ality ,   p o p u latio n   d en s ity ,   an d   p r ev en tiv m ea s u r es)  also   p lay   im p o r tan r o les  in   d eter m in in g   m o r tality   r ates  [ 2 6 ] .     3 . 2 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io a nd   co m pa ra t i v a na ly s is   Ou r   co m p r eh en s iv e v alu atio n   f r am ewo r k   ass ess ed   DS - G eo AI   p er f o r m an ce   ac r o s s   f o u r   cr itical  d im en s io n s co s t - ef f ec tiv e n e s s ,   r esp o n s tim ch ar a cter is tics ,   co d q u ality   m etr ics,  an d   o p e r atio n al  in d ep en d en ce   ca p ab ilit ies.  T h ev al u atio n   m eth o d o lo g y   em p l o y ed   co n tr o lled   ex p er im en tatio n   with   s tan d ar d ized   d atasets   an d   ev alu atio n   cr iter ia  th at  en ab le  d ir ec co m p ar is o n   with   co m m er cial  L L M - b ased   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.