Metodología de caracterización conceptual por condicionamientos sucesivos. Una aplicación a sistemas medioambientales
- Autores: Alejandra Pérez Bonilla
- Directores de la Tesis: Karina Gibert Oliveras (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Ciampi (presid.) , Ramón Nonell i Torrent (secret.) , Claudio Ulises Cortés García (voc.) , Natale Carlo Lauro (voc.) , Josep Aguilar Martín (voc.)
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- Resumen
La validación de un cluster sigue siendo un problema abierto por no haberse encontrado aún un criterio objetivo para determinar la calidad de un conjunto de clases en el contexto del clustering, La interpretación de un clustering se convierte así en una fase fundamental del proceso de validación y sigue siendo, aún hoy, uno de los criterios más utilizados en la práctica.
Así, actualmente es necesario introducir herramientas para asistir al usuario en las tareas de interpretación de una partición sobre un conjunto de objetos, con el fin de establecer el significado de las clases resultantes. Si las clases obtenidas no tienen sentido para los expertos, los resultados no son considerados válidos, ni tampoco se podrán utilizar, ni darán apoyo a ninguna decisión posterior. La literatura abunda algoritmos (técnicas) de validación orientados a la vertiente estructural de la partición, pero disponer de clases bien formadas estructuralmente no ofrece garantía de que un experto vaya a ser capaz de asociar cada uno de esos grupos a una entidad semántica. Esta tesis pretende contribuir a la mejora de este proceso, fundamental para comprender el significado de las clases obtenidas y dar soporte efectivo a la posterior toma de decisiones.
La alternativa que parece más prometedora es el desarrollo de técnicas que a partir de la evidencia empírica, identifiquen las variables más relevantes y formulen conceptos que expresen las particularidades de cada clase y se expresen en una forma de representación conceptual generable automáticamente y directamente comprensible para el experto.
Incorporar procedimientos que trasladen los resultados delanálisis a una representación explícita del conocimiento obtenido, se sitúa en la línea de lo que Fallad propone para los sistemas de Knowledge Discovery from Data (KDD), donde la fase de post- proceso de los resultados para generar conocimiento es casi tan importante como el análisis en si mismo.
La metodología de Caracterización Conceptual por Condicionamientos Sucesivos (CCCS) trata de aproximar en un modelo formal el proceso natural que sigue un experto en su fase de interpretación de resultados realizando una aproximación iterativa basada en el clustering jerárquico. La CCCS:
Aporta una sistematización al proceso de interpretación de clases procedentes de un cluster jerárquico y supone un avance significativo respecto al estado actual en que la interpretación se realiza de forma artesanal.
Contribuye a sistematizar y objetivar los mecanismos de interpretación que usan los expertos humanos.
Genera resultados que permiten que el experto pueda comprender más fácilmente las características principales de la clasificación obtenida ya que genera conocimiento explícito directamente a partir de las clases.
Si bien la CCCS es general, se ha centrado la aplicación a estaciones depuradoras de aguas residuales por ser éste uno de los dominios donde las aproximaciones clásicas funcionan peor.
Desde un punto de vista teórico, el interés de esta tesis es presentar una propuesta metodológica híbrida que combine herramientas y técnicas de Estadística e Inteligencia Artificial (IA) en forma cooperativa, siguiendo un enfoque transversal y multidiciplinar combinando elementos de la inducción de conceptos en IA, lógica proposicional y teoría de probabilidad. Es así como, ésta tesis, contribuye a la concepción genérica de sistema de KDptos Teniendo en cuenta que existirá cierta incerteza en el modelo, se propone tratar con reglas más genéricas de la forma es la probabilidad con que se cumple r. Así las reglas incorporan incerteza bajo una aproximación probabilística.
La metodología de Caracterización Conceptual por Condicionamientos Sucesivos (CCCS) trata de aproximar en un modelo formal el proceso natural que sigue un experto en su fase de interpretación de resultados realizando una aproximación iterativa basada en el clustering jerárquico. La CCCS:
Aporta una sistematización al proceso de interpretación de clases procedentes de un cluster jerárquico y supone un avance significativo respecto al estado actual en que la interpretación se realiza de forma artesanal.
Contribuye a sistematizar y objetivar los mecanismos de interpretación que usan los expertos humanos.
Genera resultados que permiten que el experto pueda comprender más fácilmente las características principales de la clasificación obtenida ya que genera conocimiento explícito directamente a partir de las clases.
Si bien la CCCS es general, se ha centrado la aplicación a estaciones depuradoras de aguas residuales por ser éste uno de los dominios donde las aproximaciones clásicas funcionan peor.
Desde un punto de vista teórico, el interés de esta tesis es presentar una propuesta metodológica híbrida que combine herramientas y técnicas de Estadística e Inteligencia Artificial (IA) en forma cooperativa, siguiendo un enfoque transversal y multidiciplinar combinando elementos de la inducción de conceptos en IA, lógica proposicional y teoría de probabilidad. Es así como, ésta tesis, contribuye a la concepción genérica de sistema de KDD y a objetivar los procedimientos de validación de resultados, ya que el hecho de que un clustering tenga una interpretación clara está relacionado con su utilidad; evaluarla requiere un mecanismo a posteriori de comprensión del significado de las clases.
La CCCS aprovecha la estructura jerárquica de la clasificación objetivo para inducir conceptos iterando sobre las divisiones binarias que indica el dendrograma, de tal forma que, a partir de las variables que describen los objetos pertenecientes a cierto dominio, se puedan encontrar las particularidades de cada clase, contribuyendo así al proceso de interpretación conceptual automática de clases.
