變形觀測對建筑物及其地基由于荷重和地質條件變化等外界因素引起的各種變形（空間位移）的測定工作。其目的在于了解建筑物的穩定性，監視它的穩定情況，研究變形規律，檢驗設計理論及其所采用的計算方法和經驗數據，是工程測量學的重要內容之一。

觀測的主要內容 變形觀測主要包括沉降觀測、位移觀測、撓度觀測、轉動角觀測和振動觀測等。

沉降觀測：:測定建筑物或其基礎的高程隨時間變化的工作。建筑物在施工和運營期間，對埋設在基礎和建筑物上的觀測點，定期用精密水準測量的方法測定它們的高程，比較觀測點不同周期的高程即可求得其沉降值。有時也可用地面立體攝影測量的方法及液體靜力水準測量的方法測定沉降值。在液體靜力水準測量中，可采用探針探測液面高程，也可采用將液面高程的變化用傳感器輸出等方法實現自動化觀測。

位移觀測：測定建筑物上某些點的平面位置隨時間變化的工作。建筑物位移可能是任意方向的，也可能發生在某一特定方向。任意方向位移的測定常用前方交會法，或地面立體攝影測量的方法測定(見地面攝影測量)；對某些不宜用交會法觀測的建筑物，也可采用導線測量方法。位移值均由比較不同觀測周期所得的觀測點坐標求得。特定方向位移的測定常用基準線法，即以垂直于位移方向的固定不變的鉛垂面為觀測基準面，定期測定建筑物相對于它的偏離值，以計算位移值。此外，還可采用視準線法（見圖）。 此法的觀測基準面由經緯儀的視準線和儀器豎軸建立。根據測定觀測點偏離值的方法不同，視準線法又分為測小角法和活動覘牌法。20世紀60年代初，又采用了以激光束代替經緯儀視準線的激光經緯儀準直法和利用光干涉原理的波帶板激光準直法。這些方法雖然大大提升了照準精度，但仍不能克服大氣折射的影響。在某些特定條件（如水壩的廊道內）下，可采用引張線法，即用拉緊的鋼絲作為基準線。近年來在激光準直法和引張線法中已采用光電傳感技術，實現了觀測的自動化。

撓度觀測：測定建筑物受力后撓曲程度的工作。觀測方法是測定建筑物在鉛垂面內各不同高程點相對于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會法測定。對內部有豎直通道的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設置觀測點，以坐標儀定期測出各點相對于垂線較低點的位移。比較不同周期的觀測成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設備，可將觀測點相對于垂線的微小位移變換成電感輸出，經放大后由電橋測定并顯示各點的撓度值。

轉動角觀測：觀測建筑物或機械設備傾斜度的變化，計算其轉動角的工作。對某些建筑物，例如水壩，轉動角的大小反映了它不均勻沉降的情況。同沉降觀測一樣，可用精密水準測量或液體靜力水準測量方法測定。對一些精密機械設備，則需采用專門的轉動角觀測儀。這類儀器主要由一個高靈敏度的氣泡水準和一套精密的測微儀器組成。當氣泡居中時利用測微儀器進行讀數，即得該處的傾斜度。比較不同周期的傾斜度，可以求得觀測周期間機械設備的轉動角。

振動觀測：對于高層建筑物和機械設備往返擺動情況的觀測工作。高層建筑物在風力、日照和溫度的影響下,某些機械設備在動荷重的狀態下,都會發生擺動。傳統的變形觀測方法無法滿足這方面觀測的要求。利用光電系統可以將觀測點坐標自動記錄在紙帶上，從而求得建筑物的振動頻率和振幅大小。自動傾斜儀（例如電子水準器）能將精密水準氣泡的微小傾斜轉換成電信號輸出，可用于觀測轉動角的往返變動。利用電子水準器同時測定不同高度的轉動角，通過換算可以求得建筑物頂點的振動。

基準點設置為了在變形觀測中測定位移，選擇不變動的基準點是很重要的。基準點一般分工作基準點和基準點兩級。工作基準點設置在建筑物附近的穩固位置，直接用于測定觀測點的位置變化；基準點一般選在變形范圍外遠離建筑物的地區。沉降觀測的基準點通常成組（每組3個）設置,用以檢核工作基準點的穩定性。其檢核方法一般采用精密水準測量的方法。位移觀測的工作基準點的穩定性檢核通常采用三角測量法進行。由于電磁波測距儀精度的提升，變形觀測中也可采用三維三邊測量來檢核工作基準點的穩定性。在基準線觀測中，常用倒錘裝置來建立基準點。這種裝置是把不銹鋼絲的一端固定在一個錨塊上，將此錨