Analyzing the Language of Food on Social Media

We investigate the predictive power behind the language of food on social media. We collect a corpus of over three million food-related posts from Twitter and demonstrate that many latent population characteristics can be directly predicted from this data: overweight rate, diabetes rate, political leaning, and home geographical location of authors. For all tasks, our language-based models significantly outperform the majority-class baselines. Performance is further improved with more complex natural language processing, such as topic modeling. We analyze which textual features have most predictive power for these datasets, providing insight into the connections between the language of food, geographic locale, and community characteristics. Lastly, we design and implement an online system for real-time query and visualization of the dataset. Visualization tools, such as geo-referenced heatmaps, semantics-preserving wordclouds and temporal histograms, allow us to discover more complex, global patterns mirrored in the language of food.Comment: An extended abstract of this paper will appear in IEEE Big Data 201

A Survey of Location Prediction on Twitter

Locations, e.g., countries, states, cities, and point-of-interests, are central to news, emergency events, and people's daily lives. Automatic identification of locations associated with or mentioned in documents has been explored for decades. As one of the most popular online social network platforms, Twitter has attracted a large number of users who send millions of tweets on daily basis. Due to the world-wide coverage of its users and real-time freshness of tweets, location prediction on Twitter has gained significant attention in recent years. Research efforts are spent on dealing with new challenges and opportunities brought by the noisy, short, and context-rich nature of tweets. In this survey, we aim at offering an overall picture of location prediction on Twitter. Specifically, we concentrate on the prediction of user home locations, tweet locations, and mentioned locations. We first define the three tasks and review the evaluation metrics. By summarizing Twitter network, tweet content, and tweet context as potential inputs, we then structurally highlight how the problems depend on these inputs. Each dependency is illustrated by a comprehensive review of the corresponding strategies adopted in state-of-the-art approaches. In addition, we also briefly review two related problems, i.e., semantic location prediction and point-of-interest recommendation. Finally, we list future research directions.Comment: Accepted to TKDE. 30 pages, 1 figur

GeoAnnotator: A Collaborative Semi-Automatic Platform for Constructing Geo-Annotated Text Corpora

Ground-truth datasets are essential for the training and evaluation of any automated algorithm. As such, gold-standard annotated corpora underlie most advances in natural language processing (NLP). However, only a few relatively small (geo-)annotated datasets are available for geoparsing, i.e., the automatic recognition and geolocation of place references in unstructured text. The creation of geoparsing corpora that include both the recognition of place names in text and matching of those names to toponyms in a geographic gazetteer (a process we call geo-annotation), is a laborious, time-consuming and expensive task. The field lacks efficient geo-annotation tools to support corpus building and lacks design guidelines for the development of such tools. Here, we present the iterative design of GeoAnnotator, a web-based, semi-automatic and collaborative visual analytics platform for geo-annotation. GeoAnnotator facilitates collaborative, multi-annotator creation of large corpora of geo-annotated text by generating computationally-generated pre-annotations that can be improved by human-annotator users. The resulting corpora can be used in improving and benchmarking geoparsing algorithms as well as various other spatial language-related methods. Further, the iterative design process and the resulting design decisions can be used in annotation platforms tailored for other application domains of NLP

Suomenkielisen geojäsentimen kehittäminen: kuinka hankkia sijaintitietoa jäsentelemättömistä tekstiaineistoista

Alati enemmän aineistoa tuotetaan ja jaetaan internetin kautta. Aineistot ovat vaihtelevia muodoiltaan, kuten verkkoartikkelien ja sosiaalisen media julkaisujen kaltaiset digitaaliset tekstit, ja niillä on usein spatiaalinen ulottuvuus. Teksteissä geospatiaalisuutta ilmaistaan paikannimien kautta, mutta tavanomaisilla paikkatietomenetelmillä ei kyetä käsittelemään tietoa epätäsmällisessä kielellisessä asussaan. Tämä on luonut tarpeen muuntaa tekstimuotoisen sijaintitiedon näkyvään muotoon, koordinaateiksi. Ongelmaa ratkaisemaan on kehitetty geojäsentimiä, jotka tunnistavat ja paikantavat paikannimet vapaista teksteistä, ja jotka oikein toimiessaan voisivat toimia paikkatiedon lähteenä maantieteellisessä tutkimuksessa. Geojäsentämistä onkin sovellettu katastrofihallinnasta kirjallisuudentutkimukseen. Merkittävässä osassa geojäsentämisen tutkimusta tutkimusaineiston kielenä on ollut englanti ja geojäsentimetkin ovat kielikohtaisia – tämä jättää pimentoon paitsi geojäsentimien kehitykseen vaikuttavat havainnot pienemmistä kielistä myös kyseisten kielten puhujien näkemykset. Maisterintutkielmassani pyrin vastaamaan kolmeen tutkimuskysymykseen: Mitkä ovat edistyneimmät geojäsentämismenetelmät? Mitkä kielelliset ja maantieteelliset monitulkintaisuudet vaikeuttavat tämän monitahoisen ongelman ratkaisua? Ja miten arvioida geojäsentimien luotettavuutta ja käytettävyyttä? Tutkielman soveltavassa osuudessa esittelen Fingerin, geojäsentimen suomen kielelle, ja kuvaan sen kehitystä sekä suorituskyvyn arviointia. Arviointia varten loin kaksi testiaineistoa, joista toinen koostuu Twitter-julkaisuista ja toinen uutisartikkeleista. Finger-geojäsennin, testiaineistot ja relevantit ohjelmakoodit jaetaan avoimesti. Geojäsentäminen voidaan jakaa kahteen alitehtävään: paikannimien tunnistamiseen tekstivirrasta ja paikannimien ratkaisemiseen oikeaan koordinaattipisteeseen mahdollisesti useasta kandidaatista. Molemmissa vaiheissa uusimmat metodit nojaavat syväoppimismalleihin ja -menetelmiin, joiden syötteinä ovat sanaupotusten kaltaiset vektorit. Geojäsentimien suoriutumista testataan aineistoilla, joissa paikannimet ja niiden koordinaatit tiedetään. Mittatikkuna tunnistamisessa on vastaavuus ja ratkaisemisessa etäisyys oikeasta sijainnista. Finger käyttää paikannimitunnistinta, joka hyödyntää suomenkielistä BERT-kielimallia, ja suoraviivaista tietokantahakua paikannimien ratkaisemiseen. Ohjelmisto tuottaa taulukkomuotoiseksi jäsenneltyä paikkatietoa, joka sisältää syötetekstit ja niistä mahdollisesti tunnistetut paikannimet koordinaattisijainteineen. Testiaineistot eroavat aihepiireiltään, mutta Finger suoriutuu niillä likipitäen samoin, ja suoriutuu englanninkielisillä aineistoilla tehtyihin arviointeihin suhteutettuna kelvollisesti. Virheanalyysi paljastaa useita virhelähteitä, jotka johtuvat kielten tai maantieteellisen todellisuuden luontaisesta epäselvyydestä tai ovat prosessoinnin aiheuttamia, kuten perusmuotoistamisvirheet. Kaikkia osia Fingerissä voidaan parantaa, muun muassa kehittämällä kielellistä käsittelyä pidemmälle ja luomalla kattavampia testiaineistoja. Samoin tulevaisuuden geojäsentimien tulee kyetä käsittelemään monimutkaisempia kielellisiä ja maantieteellisiä kuvaustapoja kuin pelkät paikannimet ja koordinaattipisteet. Finger ei nykymuodossaan tuota valmista paikkatietoa, jota kannattaisi kritiikittä käyttää. Se on kuitenkin lupaava ensiaskel suomen kielen geojäsentimille ja astinlauta vastaisuuden soveltavalle tutkimukselle.Ever more data is available and shared through the internet. The big data masses often have a spatial dimension and can take many forms, one of which are digital texts, such as articles or social media posts. The geospatial links in these texts are made through place names, also called toponyms, but traditional GIS methods are unable to deal with the fuzzy linguistic information. This creates the need to transform the linguistic location information to an explicit coordinate form. Several geoparsers have been developed to recognize and locate toponyms in free-form texts: the task of these systems is to be a reliable source of location information. Geoparsers have been applied to topics ranging from disaster management to literary studies. Major language of study in geoparser research has been English and geoparsers tend to be language-specific, which threatens to leave the experiences provided by studying and expressed in smaller languages unexplored. This thesis seeks to answer three research questions related to geoparsing: What are the most advanced geoparsing methods? What linguistic and geographical features complicate this multi-faceted problem? And how to evaluate the reliability and usability of geoparsers? The major contributions of this work are an open-source geoparser for Finnish texts, Finger, and two test datasets, or corpora, for testing Finnish geoparsers. One of the datasets consists of tweets and the other of news articles. All of these resources, including the relevant code for acquiring the test data and evaluating the geoparser, are shared openly. Geoparsing can be divided into two sub-tasks: recognizing toponyms amid text flows and resolving them to the correct coordinate location. Both tasks have seen a recent turn to deep learning methods and models, where the input texts are encoded as, for example, word embeddings. Geoparsers are evaluated against gold standard datasets where toponyms and their coordinates are marked. Performance is measured on equivalence and distance-based metrics for toponym recognition and resolution respectively. Finger uses a toponym recognition classifier built on a Finnish BERT model and a simple gazetteer query to resolve the toponyms to coordinate points. The program outputs structured geodata, with input texts and the recognized toponyms and coordinate locations. While the datasets represent different text types in terms of formality and topics, there is little difference in performance when evaluating Finger against them. The overall performance is comparable to the performance of geoparsers of English texts. Error analysis reveals multiple error sources, caused either by the inherent ambiguousness of the studied language and the geographical world or are caused by the processing itself, for example by the lemmatizer. Finger can be improved in multiple ways, such as refining how it analyzes texts and creating more comprehensive evaluation datasets. Similarly, the geoparsing task should move towards more complex linguistic and geographical descriptions than just toponyms and coordinate points. Finger is not, in its current state, a ready source of geodata. However, the system has potential to be the first step for geoparsers for Finnish and it can be a steppingstone for future applied research