Un langage contrôlé pour les instructions nautiques du Service Hydographique et Océanographique de la Marine

A controlled language for the french national Hydrographic and Oceanographic Service Coast Pilot Books instructions nautiques

• Auteur / Autrice : Julie Sauvage-Vincent
• Direction : John Puentes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication
• Date : Soutenance le 16/01/2017
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Informatique - Lab-STICC_IMTA_CID_DECIDE - Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Borne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : John Puentes, Sébastien Ferré, Eric Saux, Georges Antoniadis, Yannis Haralambous
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Ferré, Eric Saux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acquisition des connaissances (systèmes experts)

Intelligence artificielle

Instructions nautiques

Géomatique

Système d'information géographique

Traitement automatique du langage naturel

Mots clés libres

Traitement automatique du langage naturel

Langages contrôlés

Langage contrôlé hybride

Système d'information géographique

Géomatique

Instructions nautiques

Bases de connaissances (systèmes experts)

Intelligence artificielle

Natural language processing

Controlled natural language

Controlled hybrid language

Knowledge base

Geographic information systems

Maritime navigation

Electronic Navigational Charts

Coast pilot books

Artificial intelligence

Résumé

Les langages contrôlés sont des langages artificiellement définis utilisant un sous-ensemble du vocabulaire, des formes morphologiques, des constructions syntaxiques d'une langue naturelle tout en en éliminant la polysémie. En quelque sorte, ils constituent le pont entre les langages formels et les langues naturelles. De ce fait, ils remplissent la fonction de communication du médium texte tout en étant rigoureux et analysables par la machine sans ambiguïté. En particulier, ils peuvent être utilisés pour faciliter l'alimentation de bases de connaissances, dans le cadre d'une interface homme-machine.Le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM) publie depuis 1971 les Instructions nautiques, des recueils de renseignements généraux, nautiques et réglementaires, destinés aux navigateurs. Ces ouvrages complètent les cartes marines. Elles sont obligatoires à bord des navires de commerce et de pêche. D'autre part, l'Organisation Hydrographique Internationale (OHI) a publié des normes spécifiant l'échange de données liées à la navigation et notamment un modèle universel de données hydrographiques (norme S-100, janvier 2010). Cette thèse se propose d'étudier l'utilisation d'un langage contrôlé pour représenter des connaissances contenues dans les Instructions nautiques, dans le but de servir de pivot entre la rédaction du texte par l'opérateur dédié, la production de l'ouvrage imprimé ou en ligne, et l'interaction avec des bases de connaissances et des outils d'aide à la navigation. En particulier on étudiera l'interaction entre le langage contrôlé des Instructions nautiques et les cartes électroniques correspondantes. Plus généralement, cette thèse se pose la question de l'évolution d'un langage contrôlé et des ontologies sous-jacentes dans le cadre d'une application comme les Instructions nautiques, qui ont la particularité d'avoir des aspects rigides (données numériques, cartes électroniques, législation) et des aspects nécessitant une certaine flexibilité (rédaction du texte par des opérateurs humains, imprévisibilité du type de connaissance à inclure par l'évolution des usages et des besoins des navigants). De manière similaire aux ontologies dynamiques que l'on rencontre dans certains domaines de connaissance, on définit ici un langage contrôlé dynamique. Le langage contrôlé décrit dans cette thèse constitue une contribution intéressante pour la communauté concernée puisqu'il touche au domaine maritime, domaine encore inexploité dans l'étude des langages contrôlés, mais aussi parce qu'il présente un aspect hybride, prenant en compte les multiples modes (textuel et visuel) présents dans le corpus constitué par les Instructions nautiques et les documents qu'elles accompagnent. Bien que créé pour le domaine de la navigation maritime, les mécanismes du langage contrôlé présentés dans cette thèse ont le potentiel pour être adaptés à d'autres domaines utilisant des corpus multimodaux. Enfin, les perspectives d'évolution pour un langage contrôlé hybride sont importantes puisqu'elles peuvent exploiter les différents avantages des modes en présence (par exemple, une exploitation de l'aspect visuel pour une extension 3D).

Controlled Natural Languages (CNL) are artificial languages that use a subset of the vocabulary, morphological forms and syntactical constructions of a natural language while eliminating its polysemy. In a way, they constitute the bridge between formal languages and natural languages. Therefore, they perform the communicative function of the textual mode while being precise and computable by the machine without any ambiguity. In particular, they can be used to facilitate the population or update of knowledge bases within the framework of a human-machine interface.Since 1971, the French Marine Hydrographic and Oceanographic Service (SHOM) issues the French Coast Pilot Books Instructions nautiques , collections of general, nautical and statutory information, intended for use by sailors. These publications aim to supplement charts, in the sense that they provide the mariner with supplemental information not in the chart. They are mandatory for fishing and commercial ships. On the other hand, the International Hydrographic Organization (IHO) issued standards providing information about navigational data exchange. Among these standards, one of a particular interest is the universal model of hydrographic data (S-100 standard, January, 2010).This thesis analyses the use of a CNL to represent knowledge contained in the Instructions nautiques. This CNL purpose is to act as a pivot between the writing of the text by the dedicated operator, the production of the printed or online publication, and the interaction with knowledge bases and navigational aid tools. We will focus especially on the interaction between the Instructions nautiques Controlled Natural Language and the corresponding Electronic Navigational Charts (ENC).More generally, this thesis asks the question of the evolution of a CNL and the underlying ontologies involved in the Instructions nautiques project. Instructions nautiques have the particularity of combining both strictness (numerical data, electronic charts, legislation) and a certain amount of flexibility (text writing by human operators, unpredictability of the knowledge to be included due to the evolution of sailors¿ practices and needs). We define in this thesis a dynamic CNL in the same way that dynamic ontologies are defined in particular domains. The language described in this thesis is intended as an interesting contribution for the community involved in CNL. Indeed, it addresses the creation of a CNL for the unexploited domain of maritime navigation, but its hybrid aspects as well through the exploration of the multiple modalities (textual and visual) coexisting in a corpus comprising ENC and their companion texts. The mechanisms of the CNL presented in this thesis, although developed for the domain of the maritime navigation, have the potential to be adapted to other domains using multimodal corpuses. Finally, the benefits in the future of a controlled hybrid language are undeniable: the use of the different modalities in their full potential can be used in many different applications (for example, the exploitation of the visual modality for a 3D extension).