測定地面高程和平面位置隨時間的變化。在城市、工礦區由於抽取地下水，開採地下資源會引起局部地區地面下沉，工業建築物場地受建築物的荷載以及巖層的斷裂、滑坡等原因也會導致地面沉降和位移。不均勻的地面沉降和較大的水準位移對建築物均有破壞作用。定期進行觀測，可以監視地面沉降和位移的發展趨勢，以便及時採取有效措施。
地面沉降觀測 通常採用重複水準測量方法。觀測前要在測區內埋設觀測點。。並在沉降范圍外的穩定地區或沉降區域內適當的埋設基準點。為瞭通過聯測驗證其穩定性，在一個區域內應至少埋設三個基準點，從基準點出發佈設一至二個等級的高程控制網。首級網用精密水準儀進行觀測，次級網用低一級的水準測量，均按一定周期進行觀測，並用嚴密平差方法求得各觀測點的高程。某一觀測點由不同日期觀測結果求得的高程差，為該觀測點在此期間的沉降量。
地面水平位移觀測 工業建築場地、地下采掘地區、滑坡地區的地面水平位移，其方向可能是任意的，也可能發生在某一特定方向。對於任意方向的位移觀測，通常要佈設高精度的變形控制網，變形網一般由基準點（埋設在變形影響范圍之外的穩定點）、工作基點（埋設在接近位移的地帶，由它觀測變形觀測點）、變形觀測點（直接埋設在位移地區，其點位隨地面位移而變化）組成。由基準點和工作基點組成首級變形控制網，工作基點與變形觀測點組成次級網。變形控制網按不同觀測對象和不同的觀測儀器可佈設成測角網、測邊網、邊角網。在沒有固定點可利用的情況下，變形網則佈設成自由網（全部控制點位於變形影響范圍以內）。對較復雜的網形，應在預定的工作量下進行優化設計。首級變形網復測周期較長，次級網復測周期較短。由各期觀測成果計算出的各觀測點坐標變化，可以計算各點的位移量，以反映各觀測期間地面水平位移情況。
對於巖層斷裂、滑坡地區任意方向的位移觀測，常佈設跨越斷層的單三角形、大地四邊形、中點多邊形等圖形。由工作基點出發用測角或測距前方交會法觀測，位移值由比較不同觀測周期所測定的觀測點坐標求得。
特定方向的位移觀測常用基準線法，它是在垂直於欲測方向上埋設觀測點，以垂直於位移方向固定不變的鉛垂平面作為基礎面，定期用測小角法或活動覘標法測定觀測點的偏離，以計算位移值。20世紀60年代以來開始應用激光準直的方法測定特定方向的位移。
觀測資料的整理和分析 目的是驗證變形是否存在和分析產生變形的原因，通常采用圖解法或解析法。圖解法是在計算各變形值後，以時間和變形值為參數繪制各種圖表，如等沉降曲線圖、水平位移矢量圖、應變圖等，進行位移矢量分析和應變分析以瞭解變形過程和發展趨勢。解析法應用統計檢驗方法，判別變形是否存在。應用回歸分析可定量的分析變形規律，並且可用來作變形預報，這對監視變形具有重要價值（見建築物變形觀測）。