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

Using Embeddings for Both Entity Recognition and Linking in Tweets

L’articolo descrive la nostra partecipazione al task di Named Entity rEcognition and Linking in Italian Tweets (NEEL-IT) a Evalita 2016. Il nostro approccio si basa sull’utilizzo di un Named Entity tagger che sfrutta embeddings sia character-level che word-level. I primi consentono di apprendere le idiosincrasie della scrittura nei tweet. L’uso di un tagger completo consente di riconoscere uno spettro più ampio di entità rispetto a quelle conosciute per la loro presenza in Knowledge Base o gazetteer. Le prove sottomesse hanno ottenuto il primo, secondo e quarto dei punteggi ufficiali.The paper describes our sub-missions to the task on Named Entity rEcognition and Linking in Italian Tweets (NEEL-IT) at Evalita 2016. Our approach relies on a technique of Named Entity tagging that exploits both charac-ter-level and word-level embeddings. Character-based embeddings allow learn-ing the idiosyncrasies of the language used in tweets. Using a full-blown Named Entity tagger allows recognizing a wider range of entities than those well known by their presence in a Knowledge Base or gazetteer. Our submissions achieved first, second and fourth top offi-cial scores

EVALITA Evaluation of NLP and Speech Tools for Italian Proceedings of the Final Workshop

Editor of the proceedings of EVALITA 2016

Named Entity Recognition and Linking in a Multilingual Biomedical Setting

Tese de mestrado, Bioinformática e Biologia Computacional, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021Information analysis is an essential process for all researchers and physicians. However, the amount of biomedical literature that we currently have available and the format in which it is found make this process difficult. Therefore, it is essential to apply text mining tools to automatically obtain information from these documents. The problem is that most of these tools are not designed to deal with non-English languages, which is critical in the biomedical literature, since many of these documents are written in the authors’ native language. Although there have been organized several shared tasks where text mining tools were developed for the Spanish language, the same does not happen for the Portuguese language. However, due to the lexical similarity between the two languages, it is possible to hypothesize that the tools for the two languages may be similar and that there is an annotation transfer between Portuguese and Spanish. To contribute to the development of text mining tools for Portuguese and Spanish, this dissertation presents the ICERL (Iberian Cancer-related Entity Recognition and Linking) system, a NERL (Named Entity Recognition and Linking) system that uses deep learning and it is composed of two similar pipelines for each language, and the parallel corpus ICR (Iberian Cancer-related) corpus. Both these tools are focused on the oncology domain. The application of the ICERL system on the ICR corpus resulted in 3,999 annotations in Spanish and 3,287 in Portuguese. The similarities between the annotations of the two languages and the F1-score of 0.858 that resulted from the comparison of the Portuguese annotations with the Spanish ones confirm the hypothesis initially presented.A divulgação de descobertas realizadas pelos investigadores e médicos é feita através de vários documentos como livros, artigos, patentes e outros tipos de publicações. Para que investigadores estejam atualizados sobre a sua área de interesse, é essencial que realizem uma análise rápida e eficaz destes documentos. Isto porque, quanto mais eficiente for esta fase, melhores serão os resultados que serão obtidos e, quanto mais rápida for, mais tempo poderão dedicar a outras componentes dos seus trabalhos. No entanto, a velocidade com que estes documentos são publicados e o facto de o texto presente nos mesmos ser expresso em linguagem natural dificulta esta tarefa. Por isso, torna-se essencial a aplicação de ferramentas de prospeção de texto para a extração de informação. As ferramentas de prospeção de texto são compostas por diversas etapas, como por exemplo, Reconhecimento de Entidades Nomeadas (em inglês Named Entity Recognition ou NER) e Mapeamento de Entidades Nomeadas (em inglês Named Entity Linking ou NEL). A etapa NER corresponde à identificação de uma entidade no texto. NEL consiste na ligação de entidades a uma base de conhecimento. Os sistemas estado-de-arte para a NER são métodos de aprendizagem profunda e normalmente utilizam a arquitetura BiLSTM-CRF. Por outro lado, os sistemas estado-de-arte NEL usam não só métodos de aprendizagem profunda, mas também métodos baseados em grafos. A maioria dos sistemas de prospeção de texto que atualmente temos disponíveis está desenhada ape nas para a língua inglesa, o que é problemático, pois muitas das vezes a literatura biomédica encontra-se descrita na língua nativa dos autores. Para resolver este problema têm surgido competições para desenvolver sistemas de prospeção de texto para outras línguas que não o inglês. Uma das línguas que têm sido um dos principais focos destas competições é a língua espanhola. O espanhol é a segunda língua com o maior número de falantes nativos no mundo e com um elevado número de publicações biomédicas disponível. Um dos exemplos de competições para a língua espanhola é o CANTEMIST. O objetivo do CANTEMIST passa pela identificação de entidades do domínio oncológico e a ligação das mesmas à base de dados Clasificación Internacional de Enfermedades para Oncología (CIE-O). Por outro lado, o português não têm sido alvo de grande interesse por parte destas competições. Devido ao facto de que o português e o espanhol derivarem do latim, existe uma semelhança lexical elevada entre as duas línguas (89%). Portanto, é possível assumir que as soluções encontradas para espanhol possam ser adaptadas ou utilizadas para o português, e que exista transferências de anotações entre as duas línguas. Por isso, o objetivo deste trabalho passa por criar ferramentas que validem esta hipótese: o sistema ICERL (Iberian Cancer-related Entity Recognition and Linking) e o corpus ICR (Iberian Cancer-related). O sistema ICERL é um sistema NERL (Named Entity Recognition and Linking) bilíngue português-espanhol, enquanto que o ICR é um corpus paralelo para as mesmas línguas. Ambas as ferramentas estão desenhadas para o domínio oncológico. A primeira etapa no desenvolvimento do sistema ICERL passou pela criação de uma pipeline NERL para a língua espanhola específica para o domínio oncológico. Esta pipeline foi baseada no trabalho desenvolvido pela equipa LasigeBioTM na competição CANTEMIST. A abordagem apresentada pelo LasigeBioTM no CANTEMIST consiste na utilização da framework Flair para a tarefa NER e do algoritmo Personalized PageRank (PPR) para a tarefa NEL. O Flair é uma ferramenta que permite a combinação de diferentes embeddings (representações vetoriais para palavras) de diferentes modelos num só para a tarefa NER. O PPR é uma variação do algoritmo PageRank que é utilizado para classificar importância de páginas web. O algoritmo PageRank é aplicado sobre um grafo. Originalmente, cada nó do grafo representava uma página web e as ligações entre nós representavam hiperligações entre páginas. O algoritmo estima a coerência de cada nó no grafo, isto é, a sua relevância. No contexto da tarefa NEL, o grafo é composto por candidatos para as entidades de interesse. O Flair foi utilizado pela equipa LasigeBioTM para o treino de embeddings que foram obtidos em documentos em espanhol do PubMed. Estes embeddings foram integrados num modelo para NER que foi treinado nos conjuntos de treino e desenvolvimento do corpus do CANTEMIST. O modelo treinado foi depois utilizado no conjunto de teste do corpus do CANTEMIST para a obtenção de ficheiros de anotação com as entidades reconhecidas. Foi depois feita uma procura pelos candidatos para a tarefa de NEL das entidades reconhecidas em três bases de dados: o CIE-O, o Health Sciences Descriptors (DeCS) e o International Classification of Diseases (ICD). A partir destes candidatos foi construído um grafo e através do algoritmo PPR os candidatos foram classificados e foi escolhido o melhor candidato para ligar cada entidade. Esta pipeline foi aperfeiçoada através da adição de novos embeddings, um prolongamento do treino no modelo NER e uma correção de erros no código do sistema para a tarefa NEL. Apesar destas alterações contribuírem para um aumento significativo na performance da tarefa NEL (medida-F de 0.0061 para 0.665), o mesmo não aconteceu para a tarefa NER (medida-F de 0.741 para 0.754). A versão final do sistema ICERL é composta por uma pipeline para a língua portuguesa e pela pipeline que foi testada no corpus do CANTEMIST, com uma ligeira diferença na tarefa NEL: em vez de ser escolhido apenas um candidato para cada entidade, é escolhida uma lista de candidatos do CIE-O e o DeCS. Já na pipeline portuguesa são escolhidos candidatos do DeCS e da Classificação Internacional de Doenças (CID). Esta diferença na tarefa NEL deve-se ao método que foi utilizado para avaliar a performance do sistema ICERL e para não restringir o sistema a apenas um candidato e a um vocabulário. Para a construção da pipeline portuguesa, três modelos para a tarefa NER foram testados e concluiu-se que a melhor abordagem passaria pela combinação de um modelo semelhante ao modelo utilizado na pipeline espanhola e o modelo BioBERTpt. Devido à elevada semelhança lexical entre as duas línguas, foi testada a hipótese de utilização da mesma pipeline para as duas línguas. No entanto, através do software NLPStatTest foi possível concluir que a utilização de uma pipeline específica para cada língua traduz-se numa melhoria de 58 por cento na medida-F para os textos em português. O corpus ICR é composto por 1555 documentos para cada língua que foram retirados do SciELO. Uma vez que a pipeline espanhola foi treinada com ficheiros do CANTEMIST corpus, foi também necessário retirar documentos do SciELO e do PubMed para treinar a pipeline portuguesa. O sistema ICERL foi aplicado ao corpus ICR e o método de avaliação passou pela comparação dos resultados das anotações portuguesas com as anotações em espanhol. Isto porque foi possível avaliar a performance da pipeline espanhol no corpus do CANTEMIST, e os resultados obtidos foram próximos do estado-de-arte. A aplicação do sistema ICERL no corpus ICR resultou em 3999 anotações em espanhol sendo que 216 dessas anotações são únicas e 3287 em português sendo que 171 dessas anotações são únicas. Para além disso, a entidade câncer é a entidade mais frequente para as duas línguas. Para além destas semelhanças nas anotações, o facto de ter sido obtido 0.858 em medida-F no método de avaliação permite concluir que existe transferências de anotações entre as duas línguas e que é possível utilizar ferramentas de prospeção de texto semelhantes para ambas

Methods for improving entity linking and exploiting social media messages across crises

Entity Linking (EL) is the task of automatically identifying entity mentions in texts and resolving them to a corresponding entity in a reference knowledge base (KB). There is a large number of tools available for different types of documents and domains, however the literature in entity linking has shown the quality of a tool varies across different corpus and depends on specific characteristics of the corpus it is applied to. Moreover the lack of precision on particularly ambiguous mentions often spoils the usefulness of automated disambiguation results in real world applications. In the first part of this thesis I explore an approximation of the difficulty to link entity mentions and frame it as a supervised classification task. Classifying difficult to disambiguate entity mentions can facilitate identifying critical cases as part of a semi-automated system, while detecting latent corpus characteristics that affect the entity linking performance. Moreover, despiteless the large number of entity linking tools that have been proposed throughout the past years, some tools work better on short mentions while others perform better when there is more contextual information. To this end, I proposed a solution by exploiting results from distinct entity linking tools on the same corpus by leveraging their individual strengths on a per-mention basis. The proposed solution demonstrated to be effective and outperformed the individual entity systems employed in a series of experiments. An important component in the majority of the entity linking tools is the probability that a mentions links to one entity in a reference knowledge base, and the computation of this probability is usually done over a static snapshot of a reference KB. However, an entity’s popularity is temporally sensitive and may change due to short term events. Moreover, these changes might be then reflected in a KB and EL tools can produce different results for a given mention at different times. I investigated the prior probability change over time and the overall disambiguation performance using different KB from different time periods. The second part of this thesis is mainly concerned with short texts. Social media has become an integral part of the modern society. Twitter, for instance, is one of the most popular social media platforms around the world that enables people to share their opinions and post short messages about any subject on a daily basis. At first I presented one approach to identifying informative messages during catastrophic events using deep learning techniques. By automatically detecting informative messages posted by users during major events, it can enable professionals involved in crisis management to better estimate damages with only relevant information posted on social media channels, as well as to act immediately. Moreover I have also performed an analysis study on Twitter messages posted during the Covid-19 pandemic. Initially I collected 4 million tweets posted in Portuguese since the begining of the pandemic and provided an analysis of the debate aroud the pandemic. I used topic modeling, sentiment analysis and hashtags recomendation techniques to provide isights around the online discussion of the Covid-19 pandemic

Knowledge extraction from unstructured data

Data availability is becoming more essential, considering the current growth of web-based data. The data available on the web are represented as unstructured, semi-structured, or structured data. In order to make the web-based data available for several Natural Language Processing or Data Mining tasks, the data needs to be presented as machine-readable data in a structured format. Thus, techniques for addressing the problem of capturing knowledge from unstructured data sources are needed. Knowledge extraction methods are used by the research communities to address this problem; methods that are able to capture knowledge in a natural language text and map the extracted knowledge to existing knowledge presented in knowledge graphs (KGs). These knowledge extraction methods include Named-entity recognition, Named-entity Disambiguation, Relation Recognition, and Relation Linking. This thesis addresses the problem of extracting knowledge over unstructured data and discovering patterns in the extracted knowledge. We devise a rule-based approach for entity and relation recognition and linking. The defined approach effectively maps entities and relations within a text to their resources in a target KG. Additionally, it overcomes the challenges of recognizing and linking entities and relations to a specific KG by employing devised catalogs of linguistic and domain-specific rules that state the criteria to recognize entities in a sentence of a particular language, and a deductive database that encodes knowledge in community-maintained KGs. Moreover, we define a Neuro-symbolic approach for the tasks of knowledge extraction in encyclopedic and domain-specific domains; it combines symbolic and sub-symbolic components to overcome the challenges of entity recognition and linking and the limitation of the availability of training data while maintaining the accuracy of recognizing and linking entities. Additionally, we present a context-aware framework for unveiling semantically related posts in a corpus; it is a knowledge-driven framework that retrieves associated posts effectively. We cast the problem of unveiling semantically related posts in a corpus into the Vertex Coloring Problem. We evaluate the performance of our techniques on several benchmarks related to various domains for knowledge extraction tasks. Furthermore, we apply these methods in real-world scenarios from national and international projects. The outcomes show that our techniques are able to effectively extract knowledge encoded in unstructured data and discover patterns over the extracted knowledge presented as machine-readable data. More importantly, the evaluation results provide evidence to the effectiveness of combining the reasoning capacity of the symbolic frameworks with the power of pattern recognition and classification of sub-symbolic models