Information Seeking & Searching

Transkript

1 Information Seeking & Searching Ingo Frommholz Universität Duisburg-Essen Vorlesung "Information Engineering" SS 2007 UNIVERSITÄT D U I S B U R G E S S E N

2 Organisatorisches Diese Woche keine Übungen, nächste Woche Präsentation Für Kommedia-Studierende: Vorlesung kann als 2+1-Veranstaltung belegt werden Teil des Vorlesungsstoffes daher nicht prüfungsrelevant (/wird bekannt gegeben) Prüfung z.b. zusammen mit Teilen der Datenbanken-Vorlesung (2+1) im nächstem Semester als "DB, Infosys + IR" Nächstes Semester kein IR! Wir prüfen, ob man IE auch alleine als 3+1-Vorlesung hören kann (für 6 Kreditpunkte)

3 Wissensintensive Aufgaben und Suche nach Information Letzte Woche: wissensintensive Aufgaben in Prozessen KnowMore: Bereitstellung relevanten Wissens zur Lösung der Aufgabe Was aber bedeutet überhaupt "relevant"? Und wie suchen wir eigentlich nach Information?

4 Inhaltsverzeichnis 1 Der Begriff der Relevanz 2 Information Seeking Behaviour 3 Information Searching 4 Strategische Unterstützung

5 Der Begriff der Relevanz

6 Relevanz Ausführungen nach Stefano Mizzaro, How many relevances in information retrieval? Interacting with Computers 10(3), S , 1998

7 Relevanz Relevanz Duden: Wichtigkeit, Erheblichkeit Merriam-Webster: 1 relation to the matter at hand; practical and especially social applicability: PERTINENCE 2 the ability (as of an information retrieval system) to retrieve material that satisfies the needs of the user Oxford Advanced Learner s Dictionary of Current English: relevant: connected with what is being disussed

8 Relevanz Relevanz Wichtig für die Evaluierung von Informationssystemen Schwierig zu quantifizieren Relevanz ist subjektiv Relevanz ist eine Beziehung zwischen zwei Gruppen

9 Dimensionen der Relevanz 4 Dimensionen der Relevanz (nach Mizzaro) 1 Ressource 2 Repräsentation des Benutzerproblems 3 Zeit 4 Thema, Aufgabe, Kontext

10 Dimensionen der Relevanz Ressource Surrogat Repräsentation des Dokuments, z.b. Titel, Schlagwörter, Namen der Autoren, bibliographische Daten, Zusammenfassung, usw. Dokument Physische Entität, die der Benutzer bei der Suche bekommt Information Nicht-physische Entität, die der Benutzer nach dem Lesen des Dokuments bekommt Ordnung auf Ressourcen Surrogat < Dokument < Information

11 Dimensionen der Relevanz Repräsentation des Benutzerproblems Benutzer braucht Information zur Lösung der Aufgabe Sie hat damit ein Informationsbedürfnis (Information Need) "Informationsbedürfnis" hier eher informell, im Ggs. zur formalen Spezifikation von Informationsbedürfnissen in KnowMore!

12 Dimensionen der Relevanz Repräsentation des Benutzerproblems Real Information Need (RIN) Die Information, die zur Lösung der Aufgabe erforderlich ist Perceived Information Need (PIN) Repräsentation des Problems, implizit im Gedächtnis des Benutzers Request Repräsentation des PIN in natürlicher Sprache Query Repräsentation der Nachfrage (Request) in der "Systemsprache" Ordnung auf Repräsentationen Query < Request < PIN < RIN

13 Dimensionen der Relevanz Übergangsoperationen zwischen Repräsentationen RIN Perception PIN Expression Request Formalisation Query

14 Dimensionen der Relevanz Probleme bei Operationen Übergangsoperationen nicht trivial! Perception: Benutzer muss etwas suchen, das er/sie nicht kennt Daher u.u. Fehleinschätzung des Problems Benutzer weiß daher nicht, was er/sie wissen muss (Anomalous State of Knowledge, ASK) Expression: Benutzer drückt sein Bedürfnis in Form von "Labeln" oder Schlüsselwörter aus (Label-Effekt (Ingwersen)) und nicht als vollständige Aussage Vokabel-Problem (Furnas et al.): Unterschiede im Vokabular des Benutzers und in der Literatur Formalisation: "Systemsprache"/Anfragesprache mitunter nicht leicht verständlich Nur partielle Übersetzung zwischen Repräsentationen möglich!

15 Dimensionen der Relevanz Relevanz zwischen Ressource und Repräsentation Relevanz eines Surrogats zu einer Query Relevanz der Information zum RIN...

16 Dimensionen der Relevanz 2-dimensionale Relevanz InfRes Information Document Surrogate Query Request PIN RIN Repr

17 Dimensionen der Relevanz Zeit Zeit als dritte Dimension Ein Surrogat, Dokument oder eine Information nicht relevant zu einem Zeitpunkt, aber relevant zu einem anderen Zeitpunkt Beispiel: Nutzer lernt etwas was ihm erlaubt, das Dokument zu verstehen RIN oder PIN verändert sich

18 Dimensionen der Relevanz Dynamische Übergangsoperationen zwischen Repräsentationen RIN perc rin 0 PIN pin 0 pin p expr expr -1 Request r 0 r 1 r m form form -1 Query q 0 q q 1 2 q n

19 Dimensionen der Relevanz Thema, Aufgabe, Kontext Thema (Topic) Das Themengebiet, das für den Benutzer interessant ist, z.b. "das Konzept der Relevanz in den Informationswissenschaften" Aufgabe (Task) Die Aktivitäten, die der Benutzer mit Hilfe der erhaltenen Information ausführen wird, z.b. "eine Vorlesung vorbereiten" Kontext (Context) Alles außer Thema und Aufgabe, was die Suche irgendwie beeinflusst bekannte Dokumente nicht verstehbare Dokumente verfügbare Zeit und verfügbares Geld Glaubwürdigkeit

20 Dimensionen der Relevanz Partielle Ordnung auf Thema, Aufgabe, Kontext {Topic,Context} {Topic,Task,Context} Topic Task Context {Topic,Task} {Task,Context} {Topic} {Task} {Context}

21 Dimensionen der Relevanz 4-dimensionale Relevanz InfRes Information Topic Task Context Document Surrogate Query Request PIN RIN Repr

22 Dimensionen der Relevanz 4-dimensionale Relevanz rel(surrogat,query,t(q 0 ),{Thema}) Ein Surrogat ist relevant zu einer Anfrage im Zeitpunkt t(q 0 ) hinsichtlich des Themas rel(dokument,query,t(q 0 ),{Thema}) Ein Dokument ist relevant zu einer Anfrage im Zeitpunkt t(q 0 ) hinsichtlich des Themas Relevanz ermittelbar durch typische, nicht-interaktive Suchalgorithmen

23 Dimensionen der Relevanz 4-dimensionale Relevanz rel(information, RIN, t(f),{thema, Aufgabe, Kontext}) Die erhaltene Information ist relevant zum wahren Informationsbedürfnis im Zeitpunkt t(f) hinsichtlich Thema, Aufgabe und Kontext Die Relevanz, die für den Benutzer interessant ist Nicht-interaktive Systeme können diese Relevanz nicht erfassen, sind aber dennoch ein wichtiger Baustein Interaktion des Benutzers mit Informationssystem essentiell!

24 Information Seeking Behaviour

25 Information Seeking Behaviour und Information Searching Modelle zur Informationssuche Verschiedene Modelle bezüglich des Benutzerverhaltens zum besseren Verständnis des Prozesses der Informationssuche Klassisches Information Retrieval Informationssuche in wenig strukturierten Datenbeständen (Texte, Multimediadaten) Vagheit des Informationsbedürfnisses, unsichere Repräsentation des Inhalts Standard-Datenbank-Methoden nicht brauchbar Systembasiert, statisches Informationsbedürfnis Interaktives Information Retrieval Interaktion des Benutzers mit Informationssystem im Vordergrund Dynamisches Informationsbedürfnis Zwei Betrachtungsweisen zum interaktiven IR 1 Information Seeking Behaviour 2 Information Searching

26 Information Seeking Behaviour und Information Searching Information Seeking Behaviour Breitere Sicht auf die Informationssuche als inhaltsorientierte IR-Systeme Verhalten, Motivation und Vorgehen des Benutzers zur Befriedigung einer Aufgabe modelliert Zentrale Fragen: Wodurch wird ein Informationsbedürfnis ausgelöst? Wie verhalten wir Menschen uns daraufhin, um das Problem zu lösen?

27 Information Seeking Behaviour und Information Searching Information Searching Sicht auf die Interaktion des Benutzers mit den Informationsquellen im Allgemeinen Umfasst klassische IR-Systeme im Sinne einer Suchmaschine und andere Quellen (z.b. das persönliche Umfeld)

28 Wilsons Problem-Solving-Modell Wilsons Problem-Solving-Modell

29 Wilsons Problem-Solving-Modell Wilsons Problem-Solving-Modell Betont die verschiedenen Gebiete des Information Seeking Behaviour Suchverhalten als zielorientiertes Verhalten seitens des Benutzers Sehr allgemein und somit umfassend gehalten.

30 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Generelles Modell zum Suchverhalten Basiert auf empirischer Evaluation in Sozialwissenschaften und in Ingenieursfirmen Allgemeine Kategorien oder Eigenschaften des Suchverhaltens: Starting, Chaining, Browsing, Differentiating, Monitoring, Extracting, Verifying, Ending

31 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (1) Starting alle Aktivitäten zu Beginn der Suche nach Informationen, zum Beispiel Auswahl der Informationsquelle (z.b. persönliche Kollektion, aber auch Bibliothek) Literatursuche Befragung von Kollegen Überblick über die Literatur

32 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (2) Chaining Aufeinander aufbauende Informationen werden sowohl vorwärtsals auch rückwärtsgerichtet verfolgt Ähnlich dem Suchen nach Referenzen aus der Literaturliste eines Artikels Faktoren: Topikalische Relevanz Autor Aktualität Zitierhäufigkeit Kosten und Zeit der Beschaffung Finden neuer Informationsquellen oder gar Neuformulierung des Informationsbedürfnisses

33 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (3) Browsing Basiert auf Informationsquellen und gefundenen Dokumenten semi-zielorientierte Suche durch Browsen in erfolgversprechenden Bereichen Verfolgen von Inhaltsverzeichnissen, Listen von Titeln, Überschriften, Namen von Organisationen und Personen, Weblinks, usw. Findet immer statt, wenn relevante Information zusammenhängend und zum Thema passend aufbereitet wird

34 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (3) Differentiating Beurteilung von Informationsquellen nach ihrer Art, Qualität, Wichtigkeit, Brauchbarkeit Dadurch Filterung der Information Beispiel: Regierungsinformation vs. Information unabhängiger Gruppen

35 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (4) Monitoring Sich auf den neuesten Wissenstand halten Entwicklungen in einem Gebiet verfolgen Meist wenige ausgewählte Quellen (z.b. bestimmte Magazine, Mailinglisten, aber auch persönliche Kontake) Extracting Identifizierung relevanten Materials Material: Dokumenten, neue Quellen, Passagen Kognitive Erfassung der Information durch Benutzer Hintergrundwissen des Benutzers wichtig

36 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Kategorien des Suchverhaltens nach Ellis (5) Verifying Überprüfen der Information bzgl. Richtigkeit und Zuverlässigkeit Ending Abschluss der Suche, Verknüpfen der Information

37 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Prozessmodell Nicht alle Aktivitäten sequentiell Starting, Browsing, Chaining und Monitoring sind Suchprozeduren Differentiating ist ein Filterungsprozess

38 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Erweiterung nach Meho/Tibbo Evaluation von Ellis wiederholt und neu analysiert (auch im Hinblick auf neue Technologien) Grundsätzlich wird Ellis Modell bestätigt Aber: Ergänzung um neue Kategorien

39 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Neue Kategorien Accessing Zugriff auf Volltexte (statt Surrogaten) Beschaffung der Inhalte auf unterschiedlichem Weg und mit unterschiedlichen Kosten Networking Persönliche Kommunikation mit verschiedenen Personen Diskussion über und Bewertung der gefundenen Information im Internet Information Managing Ablage, Speicherung und Organisation der gesammelten oder verwendeten Informationen

40 Ellis Behavioural Model of Information Seeking Strategies Phasen im Suchverhalten

41 Kuhlthaus Stage-Modell Kuhlthaus Stage-Modell 6 Phasen (Stages) umfassendes Modell: 1 Initiation 2 Selection 3 Exploration 4 Formulation 5 Collection 6 Presentation Beobachtung der mit der Aufgabe verbundenen Gefühle, Gedanken und Aktionen des Benutzers

42 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (1) Initiation Benutzer wird sich seiner Wissenslücke bewusst oder Notwendigkeit zur Aufgabenbearbeitung durch äußere Einflüsse Gefühle von Unsicherheit und Besorgnis Gedanken sind vage und doppeldeutig Erkenntnis des Informationsbedürfnisses als eigentliche Aufgabe dieser Phase (Recognize)

43 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (2) Selection Aufgabe: Identifikation des generellen Themengebiets (Identify) Unsicherheit weicht Optimismus Gewichtung der möglichen Themen nach Kriterien wie Persönliches Interesse Notwendigkeit Verfügbare Information und Zeit Thema mit der größten Aussicht auf Erfolg wird gewählt Suche nach Hintergrundinformation im Vordergrund

44 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (3) Exploration Die eigentliche Suche Gefühle wie Konfusion, Unsicherheit und Zweifel Aufgabe: Auffinden von Information zum jeweiligen Thema, um Wissen und Kenntnis zu verbessern Orientierung und Erlangung ausreichender Information im Zentrum der Gedanken, mit dem Ziel der Fokussierung Benutzer kann Informationsbedürfnis noch nicht genau spezifizieren, daher Kommunikation mit dem System beeinträchtigt Aktionen des Benutzers beinhalten Finden relevanter Information Verarbeitung der Information Bezugnahme zu bekanntem Wissen

45 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (4) Formulation Wendepunkt im Prozess Unsicherheit weicht der Zuversicht Benutzer bekommt basierend auf Explorationsphase eine klare Perspektive auf die zu lösende Aufgabe Identifikation und Auswahl von Ideen aus der Information Aufgabe: Formulierung einer fokussierten Perspektive auf das Thema (Formulate) Gedanken werden durch gewonnene Erkenntnis klarer definiert und führen zu weiterer, fokussierterer Suche

46 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (5) Collection Interaktion zwischen Benutzer und Informationssystem effektiv und effizient Aufgabe: einschlägige Information zum Thema zu sammeln (Gather) Benutzer hat konkrete Vorstellung über Ablauf der Suche Genauere Spezifikation des Informationsbedürfnisses, bessere Einschätzung der Relevanz von Dokumenten Vertrauen steigt, Unsicherheit weicht Interesse am Projekt

47 Kuhlthaus Stage-Modell Phasen (6) Presentation Vervollständigung und Beendigung der Informationssuche (Complete) Vorbereitung zur Präsentation oder Anwendung der Information Gefühl der Erleichterung, gepaart mit Zufriedenheit oder Enttäuschung Gedanken konzentrieren sich auf Zusammenfassung der Sucheergebnisse mit einem persönlichen Verständnis ausgewählter Aspekte des Themas

48 Vergleich der Modelle Ellis/Kuhlthau Vergleich der Modelle Große Gemeinsamkeiten, aber Ellis: Reihenfolge der Kategorien kann sich ändern Kuhlthau: Starre Phasen Informationssysteme sollten möglichst alle Kategorien/Phasen unterstützen

49 Digital Library Lifecycle Digital Library Lifecycle Beschreibt aufgabenabhängige Phasen des wissenschaftlichen Arbeitens 5 Phasen

50 Digital Library Lifecycle Phasen des Digital Library Lifecycle Discover Erschließen notwendiger Datenquellen Retrieve Suche nach gewünschter Information Collate Ablage der gefundenen Information Interpret Erschließung und kognitive Erfassung der Information Re-Present Erstellen neuen Wissens aus der Information

51 Digital Library Lifecycle Digital Library Lifecycle Re Present Discover Interpret Retrieve Collate

52 Information Searching

53 Information Searching Interaktion des Benutzers mit Informationsquellen im Vordergrund Episodic Interaction Model (Belkin) Cognitive Model (Ingwersen) Stratified Interaction Model (Saracevic)

54 Belkins Epsiodic Interaction Model Anomalous State of Knowledge (ASK) Klassische Suchsysteme: "best-match"-prinzip Bestmögliches System liefert Dokumente zurück, die am besten zu einer Repräsentation des Informationsbedürfnisses (z.b. Anfrage) passen Eine Annahme: Benutzer kann das Informationsbedürfnis exakt spezifizieren ASK-Hypothese Informationbedürfnis entsteht durch Anomalie im Wissenszustand (state of knowledge) des Benutzers (Anomalous State of Knowledge) Benutzer kann Informationsbedürfnis zur Beseitigung der Anomalie nicht spezifizieren Besser: Erfassung des ASK statt Spezifikation des Informationsbedürfnisses Erfassung kognitiver und situationsbedingter Aspekte nötig, um Anomalie aufzulösen

55 Belkins Epsiodic Interaction Model Episodic Interaction Model Episodic Interaction Modell dient der Erforschung und Überwindung des ASK Unterscheidung einzelner Prozesse im Suchverhalten Benutzerinteraktionen mit IR-Systemen als Sequenz verschiedener Interaktionen innerhalb einer Episode der Informationssuche Durchlauf voneinander abweichender Formen der Interaktion und Suchstrategien, abhängig von Faktoren wie Aufgabe, Ziele und Absichten Suchhistorie Arten von Informationsobjekten nicht erfassbare andere Faktoren Interaktionsformen unterstützen eine Reihe von Prozessen wie z.b. Browsen, Interpretation, Modifikation und Beurteilung von Information Nutzerschnittstelle sollte im Vordergrund stehen

56 Belkins Epsiodic Interaction Model Episodic Interaction Model

57 Belkins Epsiodic Interaction Model Beispielepisode 1 Benutzer erinnert sich an Buch an bestimmter Stelle in Bibliothek 2 System erlaubt, eine bestimmte Region virtuell abzusuchen 3 Benutzer entdeckt dabei anderes interessantes Buch und möchte nun ähnliche Bücher finden, weiß aber nicht, wie sie dies beschreibt 4 System bietet mögliche Vorgehensweisen an 5 Benutzer wählt Anzeige des Inhaltsverzeichnisses 6 System zeigt Inhaltsverzeichnis 7 Benutzer findet dort relevanten Suchbegriff und weist das System an, nach diesem Begriff zu suchen 8 System führt suche durch und zeigt zum Suchbegriff gefundene Dokumente an

58 Ingwersens Cognitive Model Ingwersens Cognitive Model Globale Perspektive Umfasst alle beeinflussenden Faktoren, mit denen der Benutzer interagiert Soziales Umfeld IR-System Informationsobjekte Benutzerschnittstelle Benutzer Befasst sich mit kognitiven Strukturen Manifestationen der menschlichen Kognition, von Reflektionen oder Ideen

59 Ingwersens Cognitive Model Cognitive Model

60 Ingwersens Cognitive Model Polyrepräsentation Repräsentation eines Informationsobjekts in verschiedenen Formen Repräsentation korreliert mit kognitiven Strukturen Beispiel: Dokument kann repräsentiert werden durch Titel (vom Autor gegeben) Schlagwörter (vom Indexierer) Andere Dokumente, die es zitieren (extern) Annotationen (extern) Anderes Beispiel: verschiedene Indexierungsverfahren, auf dieselbe Kollektion angewandt Retrievalsystem unterstützt mehrere Repräsentationen (und daher möglichst viele kognitive Strukturen) intentional redundancy Gutes Suchergebnis, wenn viele Repräsentationen zum selben Dokument zeigen (Overlap)

61 Ingwersens Cognitive Model Polyrepräsentation des kognitiven Raumes des Benutzers Auch der kognitive Raum des Benutzer kann mittels Polyrepräsentation dargestellt werden Einfachstes Beispiel ist die Polyrepräsentation des Informationsbedürfnisses mittels verschiedener Anfragen oder Requests Aber auch die Aufgabe (work task) kann formal repräsentiert werden

62 Ingwersens Cognitive Model Globales Modell der Polyrepräsentation

63 Saracevics Stratified Model Saracevics Stratified Model

64 Strategische Unterstützung

65 Information Seeking Behaviour & Information Searching Suche nach Information findet in verschiedenen, aufeinander folgenden Phasen statt Interaktion des Benutzers mit dem System wichtiger Faktor Jede Phase und jeder Faktor sollten umgesetzt werden, um den Benutzer effektiv im Suchprozess zu unterstützen Ansatz: Arbeiten von Marcia Bates zur strategischen Unterstützung und Integration der genannten Modelle

66 Suchaktivitäten Abstraktionsebenen von Suchaktivitäten Move Identifizierbare Gedanken oder Aktionen. Typischerweise Kommandos, die vom System unterstützt werden, wie das Hinzufügen eines Suchbegriffs oder Verfolgen eines Verweises Tactic Umfasst mehrere Moves zur Verbesserung des Suchergebnisses, z.b. Auswahl von Synonymen und Erweiterung der Suchanfrage, wenn zu wenig Ergebnisse gefunden wurden Strategem Umfasst mehrere Taktiken, um Informationsstrukturen in einer Domäne auszunutzen. Beispiel: Navigieren in den Ausgaben einer Zeitschrift oder das Verfolgen von Referenzen und Fußnoten Strategies Umfangreiche Pläne, die Moves, Tactics und Strategeme enthalten können. Einfaches Beispiel: Literaturrecherche über ein neues Gebiet

67 Suchaktivitäten Abstraktionsebenen von Suchaktivitäten

68 Suchaktivitäten Sichtweisen des Information Seeking & Searching Suchaktivitäten stellen weitere Differenzierung des Suchprozesses dar (Information Seeking) Implementierung von Taktiken ein erster Schritt Moves, Tactics, Strategemes und Strategies als mögliche Interaktionsebenen (Information Searching) Frage nach geeigneter Systemunterstützung, d.h. welche Dienste/Aktivitäten werden vom Informationssystem unterstützt?

69 Ebenen der Systemunterstützung Ebenen der Systemunterstützung nach Bates Ebene Name Eigenschaft 0 Kein System Reine Benutzerebene; keine Vorschläge/Aktionen vom System 1 Möglichkeiten Vorschläge von Möglichkeiten auf Anfrage; auflisten keine Durchführung 2 Aktionen auf Kann Aktionen ausführen (passiv!); Kommando kein Analysieren der Suche 3 Überwachen, Überwachen, Analysieren einer Suche, Vorschläge Vorschläge machen a - auf Benutzeranfrage b - bei Entdecken 4 Automatische Automatisches Ausführen einer Aktion 4 Ausführung Automatisches Ausführen einer Aktion a - Information an den Benutzer b - Keine Information

70 Ebenen der Systemunterstützung Matrix aus Systemunterstützung und Suchaktivität