是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。属测绘学分支学科。

工程测量学是一门从人类生产实践中逐渐发展起来的历史悠久的学科，翻开人类历史，在文化最发达的地区，都有测量工作的史实记载。早在公元前27世纪建设的埃及大金字塔，其形状与方向都很准确，最大的胡夫金字塔塔高146.59米，底部四边几乎是正南、正北、正东、正西，误差小于1°，说明当时就已有了放样的工具和方法。

中国汉代司马迁在《史记》中写到大禹治水（约公元前21世纪初）时有这样一段描述：“陆行乘车，水行乘船，泥行乘撬，山行乘撵，左准绳，右规矩、载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”准绳和规矩就是当时所用的测量工具，准是可揆平的水准器，绳是丈量距离的工具，规是画圆的器具，矩则是一种可定平，测长度、高度、深度和画圆、画矩形的通用测量仪器。北宋沈括为治理汴渠，进行由京师（今河南开封）至泗州（今安徽泗县等地）八百四十里的高差测量，求得“京师之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”。近代所进行的工程测量，大量是为工程规划设计提供地形资料，即是工程勘测。20世纪以来，相继出现水利枢纽、钢铁联合企业、城市地下铁道等大型工程，其总体布置和工程结构都很复杂，施工场地也很大，为了确保工程质量，对各主轴线和细部结构的放样都提出了严格的要求。为此，人们致力于放样方法及其精度的研究，形成施工测量。20世纪50年代以后，出现高能粒子加速器、射电望远镜及各种大型自动生产线等精密工程，这些工程对定位和放样的精度要求很高，必须研制专门的仪器和研究特殊的测量方法，这就出现精密工程测量。在施工测量发展的同时，由于设计、施工和管理的需要，监视工程建筑物空间位置随时间变化的测量（即变形监测）及监测数据处理工作也发展起来，形成工程的变形监测、分析与预报。随着信息技术的发展，出现了为各种工程建设服务的管理信息系统，工程信息系统应运而生。

按工程测量所服务的工程种类，分为水利工程测量、建筑工程测量、线路工程测量（如铁路、公路、输电线路和输油管道测量等）、矿山测量、城市测量、桥隧工程测量、海洋工程测量、军事工程测量等。

按工程建设进行的程序，分为规划设计阶段测量、施工建设阶段测量和运营管理阶段测量。

主要是提供地形资料和配合地质勘探、水文测验进行测量。取得地形资料的方法有地面测图和航空摄影测量两大类。地面测图是根据由整体到局部的原则，先在测区内建立平面控制网和高程控制网，再依据控制点对地物、地貌的特征点进行逐点测绘，分为人工白纸模拟法测图和全站仪数字化测图两种方法，主要用于小范围的大比例尺成图。航空摄影测量是用飞机对地面进行摄影，取得相片信息，再采用模拟、解析或全数字法，测绘大、中比例尺地形图。对于大型工程建设，全站仪数字化测图和全数字航空摄影测量法已取代人工白纸法测图和模拟摄影测量法得到广泛应用。采用机载激光扫描仪可以快速自动化地获取地面形态的各种数字资料，已经在多项工程中得到很好的应用。

主要任务是按照设计要求，在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程位置，作为施工和安装的依据。一般先建立高精度的施工控制网，定出建筑物的主轴线，然后根据现场情况，采用坐标法、交会法以及准直法等方法对建筑物各个细部的平面位置进行放样，采用水准测量或电磁波测距三角高程法等测设高程。应用激光技术建立可见的方向线或平面，可使放样工作大为简便。全球导航卫星系统（GNSS）的实时动态定位（RTK）技术在施工放样中得到广泛使用。还可采用各种传感器实现自动化放样定位。例如，大型联合掘进机或盾构（一种施工机具）开挖地下坑道时，采用自动化的激光导向仪。应用陀螺经纬仪在地下坑道中测定真方位角，为地下工程定向测量和控制测角误差创造条件。

工程竣工后，为监视工程的状况，保证安全，需进行周期性的重复观测或自动化的持续观测，称变形监测或变形观测。变形监测要建立变形监测网，有时在施工阶段就已进行这种观测。主要观测水平位移、垂直位移及挠度、倾斜和裂缝，还包括对观测成果进行整理和变形分析。变形监测方法有：用传统或现代的大地测量方法对监测网作周期观测；用光学的、机械的或电子的方法，如视准线法、引张线法、激光准直法、正倒锤法等对监测点进行专门观测；系统集成法，将多种传感器集成在一起，可将许多监测点的空间位移转变成电信号自动传输到监控中心。变形监测的特点是精度要求高，速度要求快，发展方向是连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。对大量的变形监测结果进行统计分析和各种分析变形，可以判断建筑物的稳定性，预计变形趋势，进行报警，为经营管理（或施工）提出建议，为工程整治提供依据；还可以对设计和施工质量做出鉴定，借以改进设计理论和施工方法。

随着经济建设和社会发展不断加快，工程测量的重要作用日益突出，应用领域和服务范围越来越广，包括城市建设、建筑工程、交通、矿山、地籍与房产、航空航天、水利水电及工业、医学、公安和国防等。中国相继完成了三峡工程、青藏铁路、国家体育场、国家大剧院、中央电视台新台址、杭州湾跨海大桥、上海磁悬浮轨道交通工程、武广高速铁路、贵州世界最大的射电望远镜等大型特种精密工程，其中三峡工程、青藏铁路和国家体育场被列入世界十大奇迹工程。这些工程体量大、结构复杂、空间变化不规则和精度要求高，工程测量科技人员围绕这些技术问题，在高精度三维工程控制网的快速建立、工程地形图测绘、信息化施工测量技术、智能化安全监测与预警、高精度工业测量和工程测量专用地理信息系统建设等方面开展了深入研究，在理论、方法和应用上取得了重大成就。

全球导航卫星系统与全站仪定位系统相结合实现工程控制网灵活布设全球导航卫星系统（GNSS）已成为布设工程控制网的主要技术方法。利用多台GNSS接收机进行同步观测，通过高精度相对定位建立工程控制网，具有观测时间全天候、控制点之间无须通视、控制网规模大小皆宜等特点，已在水利水电、高速铁路、城市地铁、高速公路、大型桥隧等重大工程中得到广泛应用，确保了工程各部位的准确空间关系。随着北斗卫星导航系统的快速发展，中国在GNSS接收机制造、高精度定位数据处理等方面已接近国际先进水平，国产GNSS接收机得到社会认可，国产控制网数据处理系统成为建立工程控制网的首选软件。

基于GNSS的连续运行参考站（CORS）系统为工程控制网的建设提供了三维动态新方式，为城市基础设施建设、大型跨海跨江等工程提供测量基准，具有更好的整体性和经济性。例如在世界最大桥隧结合工程港珠澳大桥建设中，由香港虎山、珠海野狸岛、澳门洋环的CORS站所构成的HZMB-CORS系统，保障了港珠澳大桥海上施工的顺利进行。

在GNSS信号受遮挡的复杂工程环境中，全站仪定位系统（TPS）是快速灵活建立工程控制网的重要手段。利用GNSS测量和全站仪自由设站或导线相结合，快速建立工程控制网，形成了按工程特点灵活建网的技术体系。

在高程控制方面，提出了精密三角高程测量系统、大地水准面精化模型代替高精度水准测量的理论与方法，解决了大范围、长距离和跨海精密高程传递问题，并成功应用于高速铁路、跨海大桥等大型工程中。随着似大地水准面模型在全国范围内的普遍建立与精度提高，GNSS可实现平面坐标与正常高同步测量，真正成为三维高精度工程控制测量的重要手段。

测量仪器与技术革新丰富了工程地形图测绘的手段，随着测量仪器与技术的革新，为数字化测图提供了丰富的手段，数字化测图技术也以其精度高、更新快等优点逐渐取代传统测图方法，在城市建设、工程勘测施工等方面得到了广泛应用。地面数字化测图技术主要采用全站仪测记法和电子平板两种模式，在开阔地区用GNSS RTK测量方法，在山高坡陡和危险地区采用无合作目标全站仪、近景摄影测量或激光扫描等方法。对大范围大比例尺工程地形图可利用数字航空摄影测量技术测制。无人机和飞艇低空摄影测量系统以其快捷灵活的优势，越来越多地应用在线路带状地形图测绘、沿海滩涂测量、城市三维建模、电网设计、输电线路巡检等工程中。集成惯导、GNSS、激光扫描和全景相机等技术的地面移动测量系统开始在城市大比例尺测图、城市部件和景观测量等方面开展应用。

随着国家提出建设海洋强国战略，维护国家主权及对海洋资源开发与利用的需要，对海底地形图测绘也提出了更高要求，无验潮模式下的多波束精密测深技术、多形态海床特征下多波束和侧扫声呐图像配准和信息融合技术、基于地貌图像的海床微地形自动生成技术，可以获取高精度和高分辨率的海床地形地貌，可为海洋工程建设提供基础资料。

大型工程建设提升了施工测量技术的水平各种大型工程建设兴起，促进了施工测量技术与方法的快速发展，各种高新技术与设备不断应用，解决了工程施工测量中的诸多技术难题。在地铁建设中，采用全站仪、投点仪和陀螺全站仪组成的联合作业方法进行竖井定向，提高了定向精度。隧道盾构机开挖中，可先将隧道设计参数和放样点坐标输入到智能全站仪，仪器可通过测量自动引导盾构机按设计方向掘进。精密陀螺全站仪为超长地下工程高精度定向提供了技术保证。如德国DMT公司的Gyromat3000和国产的GAT陀螺全站仪在10分钟内的定向精度可达到±3～5″，在南水北调、引汉济渭调水工程长63.6千米的越秦岭隧洞、厦门翔安海底隧道等大型地下工程建设中发挥了重要作用。

激光准直仪、激光投点仪、数字正垂仪精度高，受外界环境影响小，成为高塔及超高层建筑等特殊施工环境下进行平面基准传递、轴线测控、滑模测偏测扭、垂直度测量等不可或缺的手段。轨道检测车集成了倾斜仪、测量机器人、里程编码器和位移传感器，如瑞士安伯格公司和南方测绘公司生产的轨检车已成功应用于武广客运专线、京沪高铁等多条线路的轨距、超高、平顺度和轨道曲线要素的高精度检测，保证了高铁施工质量，确保了高铁运行中的舒适度和安全性。

利用GNSS技术、通信技术与工程施工现场的各种机械进行集成，研制的施工碾压系统和机械防撞系统，应用于水布垭堆石坝碾压和广西龙滩水电站施工中塔吊防撞，实现对全过程的实时监控，保证了工程施工安全、质量和工作效率。

未来的工程施工将实现集成和无线化数据采集、自动和网络化数据传输、智能和数值化数据分析、可视和实时化现场监控，形成“施工监测→快速反馈→施工控制→在线管理”的有效循环机制，依托各种测量技术，以空间信息管理系统为平台，建立信息化施工测量体系，成为工程信息化施工的必然趋势。重大工程安全需求推动了自动化监测与变形分析方法的创新，随着国家重大工程及异型工程的大量增加，工程安全监测与分析日益重要，对变形监测的精度、频次、实时性等方面提出了新的要求。高精度、自动化、持续、实时、动态监测已成为现代变形监测的特点。如在湖北隔河岩水电站、山西西龙池抽水蓄能电站建立了全球定位系统（GPS）高精度自动化变形监测系统，实现了大坝持续无人值守的高精度自动化监测；地铁运营期保护监测也已普遍采用测量机器人自动化变形监测系统；泰州长江公路大桥和苏通长江公路大桥的施工沉井实时定位、上海环球金融中心和深圳帝王大厦的楼顶位移动态监测中，采用了GNSS RTK和CORS技术。这些技术虽然实现了自动化测量，但这种单点监测模式尚不能完全满足实际需求。数字摄影测量、地面三维激光扫描和地基雷达干涉测量技术实现了面式监测，以毫米级到亚毫米级的精度获得监测对象表面的细部变形，已应用于矿山开采、滑坡、桥梁等监测中。

将表面变形、内部变形和物理量进行综合分析，有利于全面了解变形过程、变形原因和分析变形机理。除了传统的自由网分析、拟稳分析、平均间隙法等变形分析方法外，更多的研究都集中在对长序列的单模型分析以及组合模型分析，如卡尔曼滤波、小波分析、频谱分析、神经网络、灰色理论、回归分析、模糊分析、突变理论、混沌分析和时间序列分析等方法及其组合应用，在变形分析与预报中，取得了较好的实用效果。

由于受资料完整性的限制，主要根据单点位置变化监测序列进行变形分析与预报。缺乏各类监测点间的空间同步相关分析、几何量和物理量的联合分析及点面监测的优化组合与联合分析。现代工业制造与精密设备安装扩展了工业测量应用空间现代工业生产要求对产品的设计模拟、生产流程、过程控制、质量检验与监控等进行快速高精度检测与定位，产生了工业测量系统，如早期的经纬仪交会系统。随着精密制造技术、光电技术、控制技术和通信技术的发展，出现了诸如工业全站仪、激光跟踪仪、激光扫描仪、工业摄影测量、Indoor GPS等高精度工业测量系统和其他传感器，其测量范围从几米到数十米，精度达亚毫米级或者更高，广泛应用于飞机、汽车、轮船等零件的几何检测、部件精确组装、机械手跟踪与校准等。大型科学研究设备，如高能物理研究所需的各类粒子加速器；深空探测的大型天线、射电望远镜等，在制造、安装、调试等环节中，精度要求高，安装范围大，所受影响多。这些挑战扩展了工业测量的应用空间。历时22年建成，于2016年9月25日落成启用的位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中的500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope; FAST），被誉为“中国天眼”，是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。面积约30个足球场大小，由46万块三角形单元拼接而成球冠形主反射面，内置可移动变位的复杂结构索网系统。在施工控制网建立、主动反射面的变位测量、馈源动态跟踪测量等方面就综合采用了测量机器人、数字摄影测量系统、GNSS等，同时也设计加工了诸多工装配件。在主动反射面上的2300个节点处安装单面小棱镜，选择在中心的基墩上安置10台全自动全站仪（测角标称精度0.5秒，测距标称精度0.6mm+1ppm），由计算机软件系统自动控制测量机器人的数据采集，观测效率为：球面检测30分，抛物面检测10分。为了提高检测的效率，采用抽稀扫描规划的方案，仅仅测量抽稀的276个点，对应的观测效率为：球面检测4分，抛物面检测1.3分。相应的数据处理技术主要体现在结合项目实际的特定准则下的控制网平差、数据拟合、坐标变换、气象改正模型等方面。

大型工程建设管理促进了工程测量专用地理信息系统的发展，基于地理信息系统（GIS）、网络与通信技术，实现工程测量数据采集、处理、分析、存储和展示的一体化，为重大工程提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，满足了工程建设各个阶段的科学管理与决策要求。相继出现了城市地下管线信息系统、房地产管理信息系统、水利工程测量信息系统、大坝安全监测信息系统、地铁安全施工与管理信息系统、南水北调中线工程信息化施工测量系统和钢铁公司总图管理信息系统等，极大地提升了国家工程测量的信息化管理水平，促进了工程测量专用地理信息系统的发展。

随着科技的进步和工程的需求，工程测量将向这些方向发展：测量方案科学化与合理化，数据获取集成化与动态化，数据处理自动化与智能化，测量成果数字化与可视化，数据管理海量化与多元化，数据共享网络化与社会化。