李 穎，王青海，池毓煥

（1.裝甲兵工程學(xué)院 科研部，北京100072；2.中國科學(xué)院 聲學(xué)研究所，北京100190）

0 引 言

地名識別作為未登錄詞識別的子內(nèi)容，一直是中文信息處理的熱點(diǎn)之一［1－7］。通行的辦法是 “統(tǒng)計(jì)與規(guī)則相結(jié)合”，即先通過統(tǒng)計(jì)模型大規(guī)模處理數(shù)據(jù)，再通過語法語義等知識制定規(guī)則加以修正，以期取得比較理想的識別結(jié)果。據(jù)文獻(xiàn) ［5］，中文地名識別結(jié)果的F值多在84%－92%之間。

作戰(zhàn)文書是軍隊(duì)各級機(jī)關(guān)在作戰(zhàn)和其他軍事行動中形成和使用的電報(bào)、文件、圖表的統(tǒng)稱，是指揮員作戰(zhàn)決心的體現(xiàn)，是軍隊(duì)作戰(zhàn)行動的依據(jù)和實(shí)施作戰(zhàn)指揮的重要工具。它通常采用文字記述式、表格式、地圖注記式、網(wǎng)絡(luò)圖式等形式，有著特定而嚴(yán)格的格式規(guī)定。

作戰(zhàn)文書自動處理是信息化戰(zhàn)爭條件下提高作戰(zhàn)指揮效能的必然要求。目前，以一體化指揮平臺和一體化信息系統(tǒng)為代表的指揮信息系統(tǒng)已陸續(xù)裝備部隊(duì)，在部隊(duì)訓(xùn)練、戰(zhàn)備值勤和非戰(zhàn)爭軍事行動中發(fā)揮了重要作用。但文本情報(bào)信息生成態(tài)勢圖和作戰(zhàn)文書注記圖均依靠參謀業(yè)務(wù)人員手工標(biāo)繪，影響和制約了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，迫切要求提高文－圖轉(zhuǎn)換的自動化水平。

原有的作戰(zhàn)文書自動處理通常采用模板方式。近年來，不少專家學(xué)者提出了用自然語言處理 （natural language processing，NLP）技術(shù)來重新布局作戰(zhàn)文書的計(jì)算機(jī)處理工作：顧曉明、翟玉慶［8］探討了基于本體的軍用文書理解，楊健等［9］、姜文志等［10］都對軍事文圖的自動轉(zhuǎn)換進(jìn)行了研究。從文獻(xiàn)上看，他們大多只是提出構(gòu)想或系統(tǒng)設(shè)計(jì)，較少提供可資比較的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

我們有關(guān)作戰(zhàn)文書文圖自動轉(zhuǎn)換的總體思路如圖1所示。

圖1 作戰(zhàn)文書文圖自動轉(zhuǎn)換邏輯

其中，XML等標(biāo)記文件與態(tài)勢圖等標(biāo)圖文件之間的自動轉(zhuǎn)換已經(jīng)由標(biāo)繪軟件實(shí)現(xiàn)并進(jìn)入實(shí)用化，而面向文圖轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)到XML等標(biāo)記文件的格式變換純粹是根據(jù)標(biāo)記語言約定進(jìn)行的嚴(yán)格變換，關(guān)鍵在于作戰(zhàn)文書到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的作戰(zhàn)文書要素萃取。

從軍用要圖標(biāo)繪的角度看，作戰(zhàn)文書的要素之一是地名及其坐標(biāo)。作為三大軍隊(duì)標(biāo)號之一的地域線直接由一系列的坐標(biāo)構(gòu)成，其他標(biāo)圖類型的基本參數(shù)都包括坐標(biāo)。因此，地名識別構(gòu)成作戰(zhàn)文書處理的基本內(nèi)容之一。

無可否認(rèn)，現(xiàn)有的中文地名識別方法可直接應(yīng)用于作戰(zhàn)文書地名識別，但其效果將受制于通用技術(shù)應(yīng)用于受限領(lǐng)域的隔靴搔癢效應(yīng)。

我們的作戰(zhàn)文書地名識別緊扣 “作戰(zhàn)文書行文規(guī)范”這一特點(diǎn)，應(yīng)用了句類分析所確立的若干準(zhǔn)則，完全采用基于規(guī)則的方法。HNC （hierarchical networks of concepts）理論［11］是中國科學(xué)院聲學(xué)研究所黃曾陽先生創(chuàng)立的、面向整個自然語言理解處理的原創(chuàng)理論。HNC理論把語言分析的3個基本環(huán)節(jié)分別命名為句類分析、語境單元萃取和語境生成，對應(yīng)于組詞成句、聯(lián)句成群和形成段落篇章三級提升。可見，句類分析是HNC理論關(guān)于語句分析的專門術(shù)語。句類分析技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)比較成熟，廣泛應(yīng)用于文本分類［12］、信息過濾［13］、輿情分析［14］、機(jī)器翻譯［15］等領(lǐng)域，但在作戰(zhàn)文書自動處理領(lǐng)域應(yīng)用還是首次嘗試——中科院聲學(xué)所已有的關(guān)于中文地名的研究仍然是走統(tǒng)計(jì)技術(shù)路線的，并未應(yīng)用句類分析技術(shù)。

面向要圖標(biāo)繪這一特定目標(biāo)，就地名識別這一專項(xiàng)，我們的實(shí)驗(yàn)取得了預(yù)期的效果 （F值在88%－97%之間）。

1 概念分析

對于中文地名構(gòu)成，文獻(xiàn) ［1］首先提出了 “地名特征詞”、“地名前部詞”、“特征詞可信度”等概念并給出了較易實(shí)現(xiàn)的地名判斷方法，在后續(xù)研究中這些概念得到了沿用。在這里，我們把 “地名前部詞”稱作地名的中文命名，而把 “地名特征詞”稱為 “地名層級標(biāo)志符”，便于多層級串聯(lián)地名的遞歸辨識，如 “四川省廣安縣協(xié)興鄉(xiāng)牌坊村”。

中文地名存在嚴(yán)重的重名情況。根據(jù)含超過68萬條記錄的中國地名庫統(tǒng)計(jì)，縣級及以上地名重名的共出現(xiàn)155例，占5% （分子為出現(xiàn)重名的記錄累計(jì)數(shù)，下同；分母為3，592），主要是縣市同名；鄉(xiāng)級及以上地名重名的共出現(xiàn)5，202例，占30.9% （分母46，549）；村級及以上地名重名的共出現(xiàn)70，594例，占58.9% （分母682，123）。由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出：越是底層，重名越多。

就使用語境而言，只要附近的地名不重復(fù)，全國村級地名大量重復(fù)并不影響語言的使用和指稱的認(rèn)定。但是，作戰(zhàn)文書恰恰超越了地域限制，而所用地名很可能是村級或更細(xì)的某無名高地。人腦理解時自然而然用更高一層的地名管轄之，或者把心中的地圖拉近、聚焦于目標(biāo)區(qū)域，因此基本不受重名困擾。作戰(zhàn)文書無法容忍地名指稱的不確定性，因此作戰(zhàn)文書地名使用的一大特點(diǎn)就是為地名附上坐標(biāo)。有鑒于此，作戰(zhàn)文書地名識別要緊抓這一特點(diǎn)。

坐標(biāo)作為激活因子，基本確定了地名的右邊界，最大的問題是左邊界的識別。因此，作戰(zhàn)文書地名識別可歸結(jié)為空間概念短語的邊界感知問題。

空間概念首先要分出空間點(diǎn)、空間線和空間面 （空間體暫不考慮）。其中空間點(diǎn)通常帶坐標(biāo)，也最常用；空間線由一系列的空間點(diǎn)構(gòu)成，主要用于戰(zhàn)斗分界線的表述；空間面主要用于總體作戰(zhàn)區(qū)域的表述。

1.1 空間點(diǎn) （地點(diǎn)）的辨識

關(guān)于空間點(diǎn) （地點(diǎn)）的辨識，總策略是：充分利用坐標(biāo)的激活信息，以及坐標(biāo)加 “區(qū)域”、 “一線”、 “山區(qū)”、“方向”、“以東／／西／／……”、“左／／右／／后翼”等組合表示空間概念的詞語激活，也需要一定規(guī)模的現(xiàn)實(shí)地名庫支持。

1.1.1 坐 標(biāo)

坐標(biāo)統(tǒng)一采用以下格式：地名 （××、××）或地名（××，××），其中××系兩位阿拉伯?dāng)?shù)字。

1.1.2 右邊界

關(guān)于右邊界，除了坐標(biāo)終止符 “）”外，特別注意帶方位數(shù)量的后綴也要組合到該地點(diǎn)的表述中

后綴＝方位詞＋空間距離的數(shù)量詞 ｛＋ “無名高地”｝其中：方位詞＝東／／西／／南／／北／／以東／／以西／／以南／／以北／／正東／／正西／／正南／／正北／／東側(cè)／／西側(cè)／／南側(cè)／／北側(cè)／／東北／／東南／／西南／／西北／／東北側(cè)／／東南側(cè)／／西南側(cè)／／西北側(cè)；空間距離的數(shù)量詞，一般以米為量詞，前帶阿拉伯?dāng)?shù)字，如 “250米”；｛｝中的成分為可選項(xiàng)。

1.1.3 左邊界

關(guān)于左邊界，涉及中文地名的命名規(guī)則：

中文地名＝中文命名 （專名）＋地名層級標(biāo)志符；

其中：中文命名 （專名）一般為2字，少數(shù)3字，較少1字，不能為空 （少數(shù)民族地區(qū)因音譯存在多于3字的情況）；地名層級標(biāo)志符＝國／／省、直轄市、自治區(qū)、州／／市、府、盟、縣、邑、縣城、旗／／鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、都、街道、蘇木／／村、莊、社區(qū)、嘎查。

特別地，作戰(zhàn)文書最常用的是：

軍事專名＝阿拉伯?dāng)?shù)字＋ ‘高地’／／‘高程點(diǎn)’

注意：軍事專名的阿拉伯?dāng)?shù)字可能帶小數(shù)點(diǎn)。另外，軍用地名常把層級標(biāo)志符省略。

縣級及以上中文命名字?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示 （總數(shù)3278）。

表1 縣級及以上中文命名字?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)

可以說，三字以上多數(shù)為少數(shù)民族地名的音譯，除非所處理的地區(qū)涉及到才需予以考慮。單字中出現(xiàn)了高頻字“和”等，雖然與 ‘層級用字’組合匹配才識別成地名，但仍可能構(gòu)成歧義；地名專用字如 ‘隰’倒是可靠依據(jù)。

1.2 空間線的辨識

關(guān)于空間線的辨識，因其由若干空間點(diǎn)構(gòu)成，緊抓“一線”、“東西／／南北＋一線”、“相連之線”（“地段、方向”也作為備選）作為激活關(guān)鍵詞 （并作為此空間線表述的右邊界），依靠空間點(diǎn)識別的成果，按照 “至少兩點(diǎn)、系列地名最大化 （貪食算法）”的原則左向搜索第一點(diǎn)，并把起始點(diǎn)的左邊界作為空間線表述的左邊界。

1.3 空間面的辨識

關(guān)于空間面的辨識，激活關(guān)鍵詞為：“地域”、“地區(qū)”、“附近地區(qū)”、……。其前可能是空間線、若干個地點(diǎn)或者只有一個地名，如 “丹東地區(qū)”，故左邊界較難確認(rèn)，只能依托上述空間點(diǎn)和空間線的辨識成果。

2 句類分析準(zhǔn)則

根據(jù)字?jǐn)?shù)確定地名左邊界并不保險(xiǎn) （與地名庫完全匹配的除外，如 “贊皇”），因此還是要尋找文本中出現(xiàn)的自然語言邊界符，這就是我們引進(jìn)句類分析若干準(zhǔn)則的原因所在。

從句類分析的角度看，語句分析的根本任務(wù)是感知語塊邊界。

HNC理論認(rèn)為：自然語言的語句是無限的，但都可歸結(jié)為有限的句類，全部自然語言的句類就57組。語句由若干語塊構(gòu)成，而語塊分為主塊和輔塊兩大類，主塊是句類的函數(shù)，輔塊不是語句的必選構(gòu)件。主塊又分兩類：特征塊EK （Eigen chunK）和廣義對象語塊 GBK （General oB－ject chunK），前者又根據(jù)在句子中所處層級二分為全局特征塊Eg（global）和局部特征塊El（local），EK大體對應(yīng)語法學(xué)中的謂語，后者三分為作用者語塊AK（Actor chunK）、對 象 語 塊 BK （oBject chunK）和 內(nèi) 容 塊 CK（Content chunK），這三者大體對應(yīng)于施事、受事及間接賓語。既然有對應(yīng)關(guān)系，似乎只是別出心裁另取他名，無特異之處。其實(shí)不然，因?yàn)镠NC給出了句類的數(shù)學(xué)物理表達(dá)式如下

其中，SC指句類 （sentence category），SCr指實(shí)際出現(xiàn)的句類 （r即real），fK指輔塊 （借用漢語拼音首字母）。 ｛｝仍指該項(xiàng)為可選項(xiàng)，說輔塊是可選的這好理解，因?yàn)檫@是輔塊的本意；關(guān)鍵是EK被加上了可選符號，即存在五類無EK句類，例如漢語非常常見的簡明狀態(tài)句，S04J＝SB＋SC，“他｜｜精明能干”。

上述句類表達(dá)式中的GBK下標(biāo)m的取值最大為3，即一個句子最多有3個GBK （AK、BK和CK相繼出現(xiàn)），加上EK，就是4主塊，少則只有1個GBK。那么會不會出現(xiàn)沒有任何GBK的情況呢？若出現(xiàn)，我們視為省略GBK1，因?yàn)榫漕愇锢肀磉_(dá)式中至少有1個GBK。這樣，全部句類可分成兩大類：有AK出現(xiàn)的廣義作用句，塊數(shù)為3－4；沒有AK出現(xiàn)的廣義效應(yīng)句，塊數(shù)為2－3。二者的重大區(qū)別是：廣義作用句的語塊移位通常都有主塊標(biāo)記符加以突顯，而廣義效應(yīng)句的語塊移位一定沒有 （不用）主塊標(biāo)記符。廣義作用句例如 （括號中標(biāo)注的是語句格式代碼）：

有了這些句類知識，語句分析的任務(wù)就是把任何一個自然語言的語句映射到句類物理表達(dá)式中，也就是分出每個語塊的邊界并檢驗(yàn)其角色。

句類分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中，曾提出了若干準(zhǔn)則，命名為lv準(zhǔn)則，即以邏輯概念l和動詞v的同現(xiàn)作為語塊邊界感知和角色認(rèn)定的根本依據(jù)。這些句類分析準(zhǔn)則簡要說明如下：

（1）語句的首尾邊界是首塊和末塊的天然首尾邊界，標(biāo)點(diǎn)符號提供了語塊邊界的重要信息，因此，標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)則是句類分析最基礎(chǔ)的準(zhǔn)則。

（2）漢語的語塊標(biāo)志符特別發(fā)達(dá)，是語塊移位的重要工具，如 “把、被、由、向、……”等，更有輔塊的括號型標(biāo)志，如 “在……中”等，因此，抓塊標(biāo)可概括為介詞準(zhǔn)則。

（3）句類分析中把EK當(dāng)作其它語塊的天然邊界。而EK通常是復(fù)合結(jié)構(gòu)，應(yīng)視作一體，例如 “表示贊賞”、“大大改善了”等。特別地，作戰(zhàn)文書中地名通常充當(dāng)轉(zhuǎn)移句的起、止、由對象，可以把地名或地名組直接當(dāng)作空間對象語塊。這是動詞準(zhǔn)則。

（4）指代在否定動詞的Eg角色中發(fā)揮著一定作用，在識別語塊邊界方面亦不可或缺，例如 “本發(fā)明提供了一種提取植酸鈣的方法”中的 “本”和 “一種”都否定其后動詞的Eg角色，也是所在語塊的左邊界。這是代詞準(zhǔn)則。

上述句類分析準(zhǔn)則應(yīng)用于作戰(zhàn)文書地名識別中，可形成如下具體規(guī)則：

規(guī)則1（頓號等標(biāo)點(diǎn)符號）：‘、’肯定是其后地名的左邊界； ‘：’、 ‘——’、前單雙引號，也是；句子分割符‘，’、‘；’、‘?！?‘？’、‘！’ （即地名居于句首），若其后為單字 （地名非空），是左邊界；其后排除介詞、動詞、代詞的情況，基本也是左邊界；

規(guī)則2（介詞）：在HNC中標(biāo)為lq02的 “在、向、從、自、到、至、……”和標(biāo)為hv的 “在、到、至、……”基本也是左邊界。因?yàn)?‘在’等字存在一定程度的多義性（‘在’若是句子中唯一動詞，仍不妨適用本規(guī)則），其可靠性略有下降 （注意：這些單字多是分詞處理后留下的孤立字，若是偽詞中的這些字，可靠性更低）；

另外，構(gòu)成l5的概念如 ‘除’lq52ie2m…… ‘之外’lh52ie2m，也是左右邊界之一；

規(guī)則3（動詞）：入選Eg／／El的動詞也是地名的天然前邊界，如 “去、來、回、往、……”等及隱含空間概念的“進(jìn)攻、攻占、占據(jù)、占領(lǐng)、進(jìn)占、鎮(zhèn)守、……”等，但有些地名可能就含有動詞 （如云南邊境有一地名 ‘打落’，其得名就因?yàn)槿諜C(jī)在此地被打落），或者詞語知識庫對動詞的標(biāo)注太寬泛，其可靠性略低 （E＋hv的情況在規(guī)則2中考慮；如有v＋EH構(gòu)成EK的也暫不考慮）；

規(guī)則4（代詞）：常見 “我、敵、本、該、此、……”＋地名層級標(biāo)志符／／‘高地’／／‘高程點(diǎn)’，用于指代地名，需要指代消解 （實(shí)際的具體地名代入），但也可能不省略作為專名的地名成份，則此代詞也構(gòu)成左邊界，功能上仍是地名指代。

3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

作戰(zhàn)文書地名識別基本流程為：

（1）判斷帶括號的標(biāo)號段是否是地點(diǎn)坐標(biāo)；

（2）以帶括號的地點(diǎn)坐標(biāo)為中心，向左尋找左邊界（以動詞和某些介詞為準(zhǔn)）；

（3）以帶括號的地點(diǎn)坐標(biāo)為中心，向右尋找右邊界（如果不是方向、地域等則停止）。

基于上述流程的處理結(jié)果為初步結(jié)果。然而，作戰(zhàn)文書中的地名也不是全部標(biāo)上坐標(biāo)，若上文地名已有坐標(biāo)則常常不再重復(fù)，因此由坐標(biāo)激活的地名識別結(jié)果 （在坐標(biāo)括號之前的部分）要形成一個動態(tài)地名庫，視同已經(jīng)帶坐標(biāo)，用于下文的地名識別。如此安排就引進(jìn)了小小的動態(tài)記憶能力，其處理的結(jié)果則稱改進(jìn)結(jié)果。

我們選用了14篇共計(jì)3萬多字的真實(shí)文本，人工進(jìn)行軍用命名實(shí)體標(biāo)注，并以此測試處理結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

左邊界誤識的例子如： “堅(jiān)守4號高地 （80、66）；”，把 “堅(jiān)守”組合到地名中了，原因在于 “堅(jiān)守”未列入動詞準(zhǔn)則所用的動詞集內(nèi)。

未召回的例子如：

（1）向石家莊右翼進(jìn)攻；

（2）在大莊、大石橋張楞地區(qū)轉(zhuǎn)入防御；

（3）19××年11月18日21時30分于井陘縣。

未召回的主要原因是該地名在全文中均未有坐標(biāo)信息，按上述流程處理無法獲得激活信息。

通用地名庫中的地名如 “河北省”、“石家莊”、“井陘縣”等可能組合到機(jī)構(gòu)名中 （如 “河北省獨(dú)立第2師”），不宜直接作為地名識別結(jié)果。但在前述之頓號規(guī)則、介詞規(guī)則 （如 “在”、 “于”等）、后綴輔助規(guī)則 （如 “右翼”、“左側(cè)”、“地域”、“一線”等）共同作用下，也應(yīng)該適當(dāng)抓些通用地名，這是下一步改進(jìn)的方向。

總之，超過99%的地名識別準(zhǔn)確率已經(jīng)符合此前預(yù)期的 “高準(zhǔn)確率”要求，超過90%的召回率也堪用于后續(xù)的空間線／／空間面識別、語塊分析、句類分析、要圖標(biāo)繪等。

4 結(jié)束語

以往的地名識別系統(tǒng)的F值的平均值為88%，我們的初步結(jié)果就高達(dá)88%，改進(jìn)結(jié)果達(dá)到97%，改進(jìn)效果明顯。

作戰(zhàn)文書地名識別的準(zhǔn)確率未達(dá)到100%，為什么我們?nèi)苑Q這個結(jié)果符合預(yù)期、“堪用”？除了自動標(biāo)圖的初步結(jié)果可以訴諸人工干預(yù)外，主要原因在于我們并不把這一結(jié)果當(dāng)作最終結(jié)果而僅僅是作戰(zhàn)文書預(yù)處理的步驟之一，后續(xù)的句類分析、語境分析還有糾錯功能。當(dāng)然，預(yù)處理的結(jié)果越接近于百分之百準(zhǔn)確越好，已發(fā)現(xiàn)的若干錯誤原因可用于進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有程序。

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