Proyecto emergente centrado en la desambiguación de topónimos y la detección del foco geográfico en el texto. La finalidad es mejorar el rendimiento de los sistemas de recuperación de información geográfica. Se describen los problemas abordados, la hipótesis de trabajo, las tareas a realizar y los objetivos parciales alcanzados.This project is focused on toponym disambiguation and geographical focus identification in text. The goal is to improve the performance of geographic information retrieval systems. This paper describes the problems faced, working hypothesis, tasks proposed and goals currently achieved

Ferrández Escámez, Óscar

Gómez, José M.

Izquierdo Beviá, Rubén

Llopis, Fernando

Moreda, Paloma

Peregrino Torregrosa, Fernando

Saquete Boró, Estela

Tomás, David

Vázquez, Sonia

Handling spatial dimension in text and its application to information retrieval

Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante

Tratamiento de la dimensio´n espacial en el texto y su aplicacio´na la recuperacio´n de informacio´nHandling spatial dimension in text and its applicationto information retrievalDavid Toma´s, Fernando S. Peregrino, Fernando Llopis,Sonia Va´zquez, Paloma Moreda, Estela Saquete, Jose´ M. Go´mezDepto. de Lenguajes y Sistemas Informa´ticos - Universidad de Alicante{dtomas,fsperegrino,llopis,svazquez,moreda,stela,jmgomez}@dlsi.ua.esRube´n IzquierdoInduction of Linguistic Knowledge Research Group - Tilburg Universityr.izquierdobevia@vu.nlO´scar Ferra´ndezDepartment of Biomedical Informatics - University of Utahoscar.ferrandez@utah.eduResumen: Proyecto emergente centrado en la desambiguacio´n de topo´nimos y ladeteccio´n del foco geogra´fico en el texto. La finalidad es mejorar el rendimiento delos sistemas de recuperacio´n de informacio´n geogra´fica. Se describen los problemasabordados, la hipo´tesis de trabajo, las tareas a realizar y los objetivos parcialesalcanzados.Palabras clave: RI geogra´fica, desambiguacio´n de topo´nimos, foco geogra´ficoAbstract: This project is focused on toponym disambiguation and geographicalfocus identification in text. The goal is to improve the performance of geographicinformation retrieval systems. This paper describes the problems faced, workinghypothesis, tasks proposed and goals currently achieved.Keywords: Geographic IR, toponym disambiguation, geographical focus1. Datos del proyectoEste proyecto esta´ dirigido por DavidToma´s, miembro del Grupo de Procesamien-to del Lenguaje y Sistemas de Informa-cio´n (GPLSI) de la Universidad de Alicante.Esta´ financiado por la Universidad de Alican-te (GRE10-33) y por la Generalitat Valencia-na (GV/2012/110) dentro del programa deayudas a proyectos emergentes.ContactoEmail: dtomas@dlsi.ua.esTele´fono: 965903400 ext. 2966Dpto. de Lenguajes y Sistemas Informa´ticos,Universidad de Alicante,Carretera San Vicente del Raspeig s/n,03690, Alicante, Espan˜a.2. Introduccio´nEn los u´ltimos an˜os, debido a la implan-tacio´n masiva de Internet en la empresa yen los hogares, se ha producido un incremen-to dra´stico de la informacio´n digital que seproduce y distribuye. Los sistemas de recupe-racio´n de informacio´n (IR - information re-trieval) surgen ante la necesidad de los usua-rios de escudrin˜ar este marema´gnum de infor-macio´n digitalizada (Baeza-Yates y Ribeiro-Neto, 1999). Estos sistemas reciben una con-sulta por parte del usuario, devolviendo comoresultado una lista de documentos relevantesa dicha peticio´n. Esta lista se muestra orde-nada siguiendo un criterio que intenta refle-jar en que´ medida cada documento contieneinformacio´n que responde a las necesidadesexpresadas por el usuario. Los sistemas deIR ma´s conocidos en la actualidad son aque-llos que permiten localizar informacio´n en laWeb. Google1 y Bing2 son dos claros expo-nentes de este tipo de sistemas.1http://www.google.com/.2http://www.bing.com/.Procesamiento del Lenguaje Natural, Revista nº 49 septiembre de 2012, pp 193-196     recibido 18-04-12 revisado 30-05-12 aceptado 05-06-12ISSN 1135-5948 © 2012 Sociedad Española para el Procesamiento del Lenguaje NaturalUn aspecto que ha alcanzado especial re-levancia en este tipo de sistemas es el tra-tamiento de la informacio´n geogra´fica. Estu-dios realizados sobre consultas efectuadas porusuarios de sistemas de IR en la Web (Gan etal., 2008), revelaron que las bu´squedas de in-formacio´n delimitada geogra´ficamente (p.ej.“hoteles en Alicante” o “altercados en Par´ıs”)suponen entre un 18 % y un 22 % del total debu´squedas realizadas. Esto supone una can-tidad significativa de consultas que los siste-mas actuales de IR basados en texto no soncapaces de manejar de forma adecuada, yaque carecen del conocimiento suficiente paraubicar geogra´ficamente (georreferenciar) losdocumentos consultados.Los sistemas de recuperacio´n de informa-cio´n geogra´fica (GIR - geographic informa-tion retrieval) son la respuesta dada por lacomunidad cient´ıfica a este problema. Estossistemas suponen una especializacio´n de lossistemas de IR, orientados a la indexacio´ny recuperacio´n de informacio´n relevante auna determinada regio´n geogra´fica (Larson,1996). Para su correcto funcionamiento, unsistema GIR debe ser capaz de realizar unana´lisis de la informacio´n espacial conteni-da en el documento, detectando las entidadesgeogra´ficas que aparecen en e´l (o cercanas enel espacio) y determinando la relevancia dee´stas con respecto al texto (es decir, si sim-plemente se nombran o si realmente el docu-mento contiene informacio´n de intere´s sobreellas). Para realizar este ana´lisis de forma co-rrecta, es necesario llevar a cabo dos tareas:la desambiguacio´n de topo´nimos y la identi-ficacio´n del foco geogra´fico.La desambiguacio´n de topo´nimos es la ta-rea de asignar una representacio´n formal (porejemplo, unas coordenadas geogra´ficas, unaentrada en una base de datos o una localiza-cio´n dentro de una ontolog´ıa geogra´fica) a laslocalizaciones espaciales (topo´nimos) identi-ficadas en el texto (Rauch, Bukatin, y Baker,2003). La ambigu¨edad en los topo´nimos pue-de ser de dos tipos: geo/no-geo y geo/geo. Elprimer tipo de ambigu¨edad se da cuando exis-te confusio´n entre un topo´nimo y un te´rminoque no lo es (por ejemplo, cuando en un texto“Washington” hace referencia a “Jorge Wa-shington” y no a la ciudad). El segundo tipode ambigu¨edad es el que se produce cuandodos localizaciones tienen el mismo nombre.En un estudio realizado por Smith y Crane(2001), se obtuvo que el 92 % de todos losnombres de lugar que ocurr´ıan en su corpusde trabajo eran ambiguos. Otro estudio reali-zado por Roberts, Bejan, y Harabagiu (2010)revelo´ que el 83 % de los topo´nimos que apa-rec´ıan en el texto presentaban ambigu¨edad,y que el 60 % de ellos ten´ıa ma´s de 5 posi-bles resoluciones. Sirvan como ejemplo las 42ciudades con el nombre de Londres, los 18 Je-rusalem y 63 Springfields de Estados Unidos,o los ma´s de mil San Jose y Santa Ana quehay en el mundo.Por otra parte, la identificacio´n del focogeogra´fico de un documento consiste en deter-minar la principal o principales localizacionesa las que hace referencia un texto de entre to-das las que se nombran en e´l (Amitay et al.,2004). Esto implica determinar el grado derelevancia que tienen para un documento da-do las entidades geogra´ficas presentes en e´l. Sibien la desambiguacio´n de topo´nimos es unatarea ampliamente tratada dentro del campode los GIR, no todos los sistemas de este ti-po determinan el grado de relevancia de lasentidades geogra´ficas que en e´l aparecen.Existen dos aproximaciones fundamenta-les a la desambiguacio´n de topo´nimos y la de-teccio´n del foco geogra´fico: la aproximacio´nbasada en mapas y la aproximacio´n basadaen conocimiento (Buscaldi y Rosso, 2008).La primera aproximacio´n se basa en el usode informacio´n geogra´fica cuantitativa, em-pleando propiedades espaciales y geome´tricasde las localizaciones encontradas en el texto,como puede ser el ca´lculo de distancias entrelugares o el ca´lculo del centroide de un a´reageogra´fica (Smith y Crane, 2001). La segundaaproximacio´n se basa en la utilizacio´n de in-formacio´n geogra´fica cualitativa, empleandoherramientas de procesamiento del lenguajenatural (PLN) y conocimiento externo me-diante el uso de diccionarios geogra´ficos (ga-zetteers) y ontolog´ıas (Garbin y Mani, 2005).3. Objetivos del proyectoEl objetivo principal de este proyecto esel ana´lisis de la informacio´n espacial en eltexto, afrontando para ello el problema dela desambiguacio´n de topo´nimos y la iden-tificacio´n del foco geogra´fico de los documen-tos. Ambos problemas sera´n abordados des-de la aproximacio´n basada en conocimiento,empleando para ello herramientas de PLN yrecursos como gazetteers y ontolog´ıas. A di-ferencia de las aproximaciones actuales, cen-tradas exclusivamente en el uso de informa-David Tomás et al.194cio´n geogra´fica, nuestro objetivo es mejorar ladesambiguacio´n de topo´nimos y la deteccio´ndel foco geogra´fico mediante la incorporacio´nde conocimiento general del mundo (como en-tidades, roles, fechas y eventos). Esta investi-gacio´n ba´sica se completara´ con su aplicacio´na un sistema GIR y con el desarrollo de unainterfaz de visualizacio´n de los resultados si-guiendo un paradigma de navegacio´n basadoen mapas (Rauch, Bukatin, y Baker, 2003).El intere´s de este proyecto viene dadopor la necesidad de mejorar el tratamientoy la recuperacio´n automa´tica de informacio´ngeogra´fica en los documentos. Entender lasreferencias geogra´ficas mencionadas en pa´gi-nas Web, noticias de prensa o emails, puedebeneficiar enormemente el rendimiento de lossistemas de IR. Los usuarios podr´ıan an˜adircriterios geogra´ficos a sus consultas de formaque los motores de bu´squeda las procesarande manera inteligente. La informacio´n recu-perar´ıa de esta manera su dimensio´n espacial.Las aplicaciones de este tipo de tecnolog´ıason mu´ltiples. Por ejemplo, para un usuariointeresado en un producto comercial, la dis-tribucio´n geogra´fica de las pa´ginas que ha-blan sobre dicho producto podr´ıa indicarleen que´ lugares es popular y en cua´les no.Otra utilidad inmediata es la restriccio´n debu´squedas de informacio´n a una cierta regio´n(por ejemplo, procesando so´lo pa´ginas quehablen de Alicante). De igual manera, este ti-po de informacio´n podr´ıa servir para buscarcorrelaciones entre localizaciones y determi-nados te´rminos: podr´ıa detectarse que´ luga-res consideran los internautas que esta´n ma´sasociados con la moda, las fiestas, las vacacio-nes o la buena comida (Amitay et al., 2004).Un campo que podr´ıa beneficiarse enorme-mente de la informacio´n geogra´fica es el dela telefon´ıa mo´vil, ya que podr´ıan habilitarseuna amplia variedad de servicios en esta pla-taforma basados en la localizacio´n del usuario(Baldauf y Simon, 2010).4. Hipo´tesis de trabajoLa hipo´tesis seguida en este proyecto esque la informacio´n general del mundo aso-ciada a las localizaciones geogra´ficas puedemejorar la desambiguacio´n de topo´nimos yla localizacio´n del foco geogra´fico en los do-cumentos. La presencia en el texto de deter-minados eventos, nombres de personas, de or-ganizaciones, fechas o incluso te´rminos comu-nes, puede ser de gran utilidad para detectarde que´ localidad concreta nos habla el texto(desambiguacio´n de topo´nimos) y determinarsu importancia con respecto al contenido deldocumento (deteccio´n del foco). Ma´s au´n, es-te tipo de informacio´n general podr´ıa servir-nos para detectar el foco geogra´fico sin ne-cesidad de que el nombre de la localizacio´naparezca en el texto de forma expl´ıcita, infi-rie´ndolo a partir de la aparicio´n de determi-nados personajes, eventos, etc. relacionadoscon dicha localizacio´n.Hasta donde alcanza nuestro conocimien-to, el u´nico sistema que ha empleado este ti-po de informacio´n para la tarea de desambi-guacio´n de topo´nimos es el desarrollado porRoberts, Bejan, y Harabagiu (2010). En es-te trabajo incorporaban informacio´n de even-tos, relacionando nombres de personas, or-ganizaciones y otras localizaciones. En nues-tro caso pretendemos ir ma´s alla´, incorporan-do tambie´n informacio´n relacionada con fe-chas y te´rminos comunes que puedan ser re-presentativos de un lugar (como pueden serlos nombres de determinadas comidas, expre-siones art´ısticas, etc.). Adema´s, pretendemosextender nuestra aproximacio´n no so´lo a ladesambiguacio´n de topo´nimos, sino tambie´na la deteccio´n del foco geogra´fico.5. Tareas a desarrollarPara la consecucio´n del proyecto sera´ ne-cesario completar el conjunto de tareas y sub-tareas que se mencionan a continuacio´n.Ana´lisis del problemaEn esta tarea se analizara´n las distintasaproximaciones existentes a la deteccio´n detopo´nimos, su desambiguacio´n y la identifi-cacio´n del foco geogra´fico. Sobre esta baseteo´rica se investigara´n nuevas te´cnicas parala mejora del sistema, basa´ndonos en la ad-quisicio´n de conocimiento general del mundo.Desarrollo y evaluacio´nEn esta tarea se llevara´ a cabo la imple-mentacio´n de las te´cnicas estudiadas en la ta-rea anterior, dando como resultado un siste-ma capaz de detectar las entidades geogra´fi-cas en un texto, desambiguarlas e identificarel foco geogra´fico de e´ste de forma automa´ti-ca. En este punto se evaluara´n tambie´n losdos aspectos fundamentales de nuestra inves-tigacio´n: la desambiguacio´n de topo´nimos yla deteccio´n del foco geogra´fico.Tratamiento de la dimensión espacial en el texto y su aplicación a la recuperación de información195Construccio´n de un sistema GIRLos sistemas de desambiguacio´n detopo´nimos y de localizacio´n del foco geogra´fi-co se incorporara´n a un sistema tradicional deIR, obteniendo un sistema GIR especializadoen la localizacio´n de informacio´n georreferen-ciada.Visualizacio´n de la informacio´nEn esta tarea se busca complementar elsistema GIR con una interfaz que permitala visualizacio´n y ana´lisis de la informacio´nproporcionada por el sistema. Tener geoloca-lizada la informacio´n nos va a permitir ofre-cer al usuario un nuevo paradigma de nave-gacio´n, donde la interfaz visual es la propiasuperficie del planeta. Los resultados obte-nidos para un determinado punto geogra´fi-co se mostrara´n en un mapa, permitiendo alusuario una navegacio´n espacial en busca dela informacio´n relacionada con el lugar quele interese (Rauch, Bukatin, y Baker, 2003).Por ejemplo, una consulta como “atentadosde Al Qaeda” podr´ıa posicionar en el ma-pa, en las localidades correspondientes, todala documentacio´n que se considere relevantepara esa consulta y ese lugar, dando al usua-rio la posibilidad de navegar por el mapa yacceder a la informacio´n en los lugares queresulten de su intere´s.6. Situacio´n actual del proyectoDentro de las tareas antes mencionadas,hasta el momento se ha completado el desa-rrollo de un sistema GIR (Peregino, Toma´s, yLlopis, 2011) con el que se participo´ en la ta-rea GeoTime del NTCIR-93 y la creacio´n deuna interfaz de visualizacio´n de los resultadosbasada en OpenLayers.4 Sobre este marco seincorporara´n los avances que se vayan reali-zando en la desambiguacio´n de topo´nimos yla localizacio´n del foco geogra´fico.Bibliograf´ıaAmitay, Einat, Nadav Har’El, Ron Sivan,y Aya Soffer. 2004. Web-a-where: geo-tagging web content. En Proceedings ofthe 27th annual international ACM SIGIRconference, SIGIR ’04, pa´ginas 273–280.Baeza-Yates, Ricardo A. y Berthier Ribeiro-Neto. 1999. Modern Information Retrie-3http://metadata.berkeley.edu/NTCIR-GeoTime/.4http://openlayers.org/.val. Addison-Wesley Longman PublishingCo., Inc., Boston, MA, USA.Baldauf, Matthias y Rainer Simon. 2010.Getting context on the go: mobile urbanexploration with ambient tag clouds. 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