Estrategia híbrida en cascada para la normalización de direcciones mediante LLMs ajustados para el fortalecimiento del análisis geoespacial en registros de cáncer
DOI:
https://doi.org/10.24054/rcta.v2i48.4512Palabras clave:
aprendizaje supervisado, geocodificación, modelos de lenguaje extensos, normalización de datos, procesamiento de lenguaje naturalResumen
La precisión en el análisis geoespacial del Registro Poblacional de Cáncer del Municipio de Pasto (RPCMP) se ve severamente comprometida por la naturaleza heterogénea y ambigua de las direcciones físicas capturadas de forma manual. Estas inconsistencias en la data de origen limitan el alcance analítico de la infraestructura YACHAY-SIG para la generación de inteligencia territorial multiescalar. En este trabajo, se describe el desarrollo e implementación de un marco metodológico híbrido diseñado para optimizar la integridad de los datos espaciales a través de un flujo de procesamiento en dos fases. La fase inicial despliega un motor de geocodificación determinístico adaptado específicamente a la morfología urbana de la región. Para aquellos registros que presentan una alta complejidad semántica como las nomenclaturas no convencionales de "manzana y lote" se incorpora una segunda etapa basada en Modelos de Lenguaje Extensos (LLM). Este componente integra técnicas de Procesamiento de Lenguaje Natural (NLP), utilizando vectorización TF-IDF y Word2Vec para el discernimiento y corrección de anomalías estructurales en las direcciones. Con el objetivo de maximizar la eficiencia en entornos computacionales de recursos restringidos, se aplicó un protocolo de Ajuste Fino Supervisado (SFT) mediante la técnica de Adaptación de Bajo Rango (LoRA) sobre diversos modelos de código abierto. Las pruebas experimentales revelan que la integración del modelo Llama-3.2-3B-Instruct obtuvo el desempeño superior, alcanzando una precisión de normalización del 99.40%. La validación del sistema ejecutada sobre un conjunto de prueba efectivo de 2,324 direcciones de un corpus total de 15,492 instancias únicas distribuidas en 70% para entrenamiento, 15% para validación y 15% para prueba mediante métricas estándar de clasificación (precisión, exhaustividad y puntuación F1) y la tasa de recuperación geoespacial, evidencia una mejora sustancial en la recuperación espacial, elevándola del 33.02% inicial al 55.13%, logrando mitigar la brecha semántica independientemente de las restricciones cartográficas locales. Esta arquitectura se presenta como un modelo escalable de ingeniería de datos para registros epidemiológicos, proyectando futuras integraciones con servicios como OpenStreetMap y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) para fortalecer la cobertura geográfica nacional.
Descargas
Referencias
R. Timarán, L. Bravo, A. Hidalgo, R. Suárez, A. Chaves, and F. Vidal, “YACHAY-SIG: Sistema georreferenciado para el registro poblacional de cáncer del municipio de Pasto”, in Avances en Investigaciones de Sistemas Inteligentes y Gestión de Conocimiento: Libro de Resúmenes del CISIGESCO 2025. Popayán, Colombia: Editorial Institución Universitaria Colegio Mayor del Cauca, 2025, p. 11. [Online]. Available: https://sired.udenar.edu.co/17622/1/17622.pdf
R. Timarán, A. Torres, F. Vidal, and A. Hidalgo. “YACHAY: un sistema inteligente para la gstión de la incidencia de cáncer en el municipio de Pasto", in Proc. Encuentro Internacional de Educación en Ingeniería ACOFI (EIEI 2025), Cartagena, Colombia, Sep. 16-19, 2025.
Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE), “Geoportal DANE: Marco Geoestadístico Nacional,” 2026. [Online]. Available: https://geoportal.dane.gov.co/
J. D. Viveros, R. Timarán and A. Calderón, "Diagnóstico de la Calidad de Datos para la Geocodificación Inteligente en el Registro Poblacional de Cáncer de Pasto", in Avances en Investigaciones de Sistemas Inteligentes y Gestión de Conocimiento: Libro de resúmenes del CISIGESCO 2025, Popayán, Colombia: Editorial Institución Universitaria Colegio Mayor del Cauca, 2025, p. 19. [Online]. Available: https://sired.udenar.edu.co/17622/1/17622.pdf
R. Timarán, G. Hernández and N. Quemá, "Geocodificador de eventos delictivos georreferenciados a nivel de direcciones urbanas en el municipio de Pasto", en Memorias del 5° Congreso Internacional de Gestión Tecnológica y de la Innovación (COGESTEC), Bucaramanga, Colombia: Universidad Industrial de Santander, 2016, pp. 314-327.
J. Hu, et al., "GeoAI agent: To empower LLMs using geospatial tools for address standardization and spatial analysis," International Journal of Geographical Information Science, vol. 39, no. 4, pp. 612–635, 2025.
M. Goodchild, "GIScience and systems: Past, present, and future trajectories in geographic automation," Computers, Environment and Urban Systems, vol. 102, p. 101954, 2023.
A. Zhai, et al., "Transformer-based models for spatial entity extraction and address matching: A comparative review," ISPRS International Journal of Geo-Information, vol. 12, no. 7, p. 284, 2023.
K. Yao, et al., "Contextual semantic understanding in street address parsing using pre-trained language models," Transactions in GIS, vol. 27, no. 5, pp. 1420–1440, 2023.
R. Mai, et al., "Mapping with words: Integrating large language models into geospatial practice and location intelligence," ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. XI-4/W2-2026, pp. 115–122, 2026.
Y. J. McDonald, M. Schwind, D. W. Goldberg, A. Lampley y C. M. Wheeler, "An analysis of the process and results of manual geocode correction," Geospatial Health, vol. 12, no. 1, 2017, doi: 10.4081/gh.2017.526.
S. Gupta y K. Nishu, "Mapping Local News Coverage: Precise location extraction in textual news content using fine-tuned BERT based language model," en Proc. of the Fourth Workshop on Natural Language Processing and Computational Social Science, 2020, pp. 155-162.
Y. Guermazi, S. Sellami y O. Boucelma, "A RoBERTa Based Approach for Address Validation," en New Trends in Database and Information Systems, Springer, 2022, doi: 10.1007/978-3-031-15743-1_31.
W. X. Zhao et al., "A Survey of Large Language Models", CoRR, vol. abs/2303.18223, 2023 [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2303.18223
Meta AI, "Llama 3.2: Model Cards and Prompt formats," 2025. [En línea]. Disponible en: https://ai.meta.com/blog/llama-3-2-connect-2024/
M. Batty, "The computational city: Big data and geographical information systems in urban modeling," Progress in Human Geography, vol. 47, no. 2, pp. 210–228, 2024.
P. A. Longley, M. F. Goodchild, D. J. Maguire, and D. W. Rhind, Geographic Information Science and Systems, 4th ed. Hoboken, NJ: Wiley, 2023.
T. Vaswani et al., "Attention is all you need," in Advances in Neural Information Processing Systems (NeurIPS), vol. 30, pp. 5998–6008, 2017.
J. L. Pérez et al., "A review of hybrid geocoding architectures for health informatics: Challenges in scalability and data governance," International Journal of Health Geographics, vol. 23, no. 1, p. 14, 2024.
M. Open-Weights Consortium, "Efficient parameter fine-tuning of open-source language models for geospatial parsing in resource-constrained environments," Computers, Environment and Urban Systems, vol. 118, p. 102271, 2025.
Gemma Team et al., "Gemma 3 Technical Report," arXiv preprint arXiv:2503.19786, 2025, doi: 10.48550/arXiv.2503.19786.
A. Paszke et al., "PyTorch: An imperative style, high-performance deep learning library," in Advances in Neural Information Processing Systems (NeurIPS), vol. 32, pp. 8024–8035, 2019.
Y. Zheng, R. Zhang, J. Zhang, Y. Ye, and Z. Luo, “LlamaFactory: Unified Efficient Fine-Tuning of 100+ Language Models,” in Proc. 62nd Annu. Meeting Assoc. Comput. Linguistics (ACL), Vol. 3: System Demonstrations, Bangkok, Thailand, Aug. 2024, pp. 400-410, doi: 10.18653/v1/2024.acl-demos.38.
E. J. Hu, Y. Shen, P. Wallis, Z. Allen-Zhu, Y. Li, S. Wang, L. Wang, and W. Chen, “LoRA: Low-Rank Adaptation of Large Language Models,” in Proc. Int. Conf. Learn. Represent. (ICLR), 2022.
T. Wolf et al., "Hugging Face's transformers: State-of-the-art natural language processing," in Proceedings of the 2020 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing: System Demonstrations, 2020, pp. 38–45.
G. Gerganov, "llama.cpp: Port of Facebook's LLaMA model in C/C++," GitHub Repository, 2023. [En línea]. Available: https://github.com/ggerganov/llama.cpp
I. Loshchilov and F. Hutter, "SGDR: Stochastic gradient descent with warm restarts," International Conference on Learning Representations (ICLR), 2017.
L. Prechelt, "Early stopping—but when?", in Neural Networks: Tricks of the Trade, Berlin, Heidelberg: Springer, 2012, pp. 53–67.
C. M. Bishop, Pattern Recognition and Machine Learning, New York: Springer, 2006.
J. Hoffmann et al., “Training Compute-Optimal Large Language Models,” in Proceedings of the 36th Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS 2022), New Orleans, LA, USA, 2022.
Y. Wang, Z. Yu, W. Yao, Z. Zeng, L. Yang, C. Wang, H. Chen, C. Jiang,2R. Xie, J. Wang, X. Xie, W. Ye, S. Zhang, and Y. Zhang,3“PandaLM: An Automatic Evaluation Benchmark for LLM Instruction4Tuning Optimization,” in International Conference on Learning Representations (ICLR), 2024.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Silvio Ricardo Timarán Pereira, Jonathan David Viveros Córdoba

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.




