В декабре 1720 г. были начаты систематические работы по инструментально — картографической съемке России. Руководство ими Петр I поручил Ивану Кирилловичу Кирилову. Из подчиненных ему первых русских геодезистов особенно выделился «геодезии подмастерье» Аким Федорович Клешнин, направленный на северо-запад России. С 1721 по 1729 г. он заснял территорию более 400 тыс. км² от русско-шведской границы до водораздела Онеги и Северной Двины и от Белого моря до 58° с. т. Для этой громадной работы А. Клешнину выделили в помощь лишь одного «ученика геодезии» Алексея Жихманова. Работать геодезистам приходилось в трудных условиях, в озерной, заболоченной стране, а начальство о них не заботилось. Так, в 1723 г. А. Клешнин писал в Сенат: «Жалованье не получаем седьмой месяц, отчего ныне не имеем и дневной пищи…». В развитие официальной инструкции «подмастерье» создал первое руководство по топографической съемке. А. Клешнин заснял берега всего Ладожского озера и его крупнейшие (северные) острова: Валаам, Мантсинсари и Луикулансари. К северу от Ладоги впервые на карте появились крупные озера — Янисъярви и Суоярви, а также большая часть Пюхяярви (Отрадное). Западнее, в районе Выборга, А. Клешнин выполнил съемку ряда узких и длинных озер Карельского перешейка, вытянутых в северо-западном направлении, в том числе Вуоксу. На его карте отчетливо виден Выборгский залив.

А. Клешнину же принадлежит и первое сравнительно правильное изображение Онежского озера с огромным северным рукавом, в котором легко можно узнать Повенецкий и Заонежский заливы; довольно верно нанесены соседние губы, о. Большой Климецкий! а также ряд узких озер. К востоку от заливов А. Клешнин заснял Водлозеро, а между 63 и 65° с.ш., правда не очень точно, — Сегозеро, Выгозеро, Куйто, Ондозеро и Нюк.

А. Клешнин и А. Жихманов относительно верно нанесли на карту всю р. Онегу от озер Воже и Лача до устья, всю Онежскую губу и Онежский п-ов, между Онежской и Двинской губой. Впервые отмечены холмистые возвышенности к востоку и западу от верховьев Онеги. Некоторые холмы, показанные на левобережье средней Онеги, вероятно, связаны с кряжем Ветреный Пояс. Они засняли также большую (северную) часть Молого-Шекснинской низменности и озеро Белое.

Геодезист Федор Молчанов в 1720–1721 гг. работал в бассейне верхней Печоры. В 1722 г. он составил карту, на которой показал южный участок Печоры длиной 550 км, от ее истока в Камне, и впервые (не точно) ее верхние притоки, также вытекающие из Камня и не указанные в «Книге Большому чертежу»: левый, самый верхний — Унья; правые — Подчерем и Илыч. Материалы съемок поступали в Петербург к И. Кирилову, который использовал их для составления первого атласа России. В работе принимали участие несколько геодезистов. В 1734 г. И. Кирилов на собственные средства выпустил атлас в свет. Из десяти карт шесть изготовил А. Клешнин, а одна была переизданием шведской карты Лифляндии.

Интересна карта бассейна средней Камы, составленная анонимным геодезистом в 1732 г. и «внесенная в Российский атлас через Ивана Кирилова». На ней впервые нанесены, правда не очень точно, верхние притоки Камы: правые — Иньва и Обва, левые — Яйва и Косьва, а также ряд их притоков. Несколько карт бассейна Дона не попало в кириловский атлас. Они были включены в академический «Атлас Российский» 1745 г. Реки — Дон, Северский Донец и Хопер — нанесены сравнительно точно, но Медведица, Битюг и Сосна «укорочены» на 30–35%. Между Битюгом и Медведицей отмечена группа холмов — первое указание на Калачскую возвышенность. Получила довольно верное картографическое изображение и р. Кума: длина ее на карте 570 км (802 км по нынешним данным).

Неизвестные геодезисты, видимо, вели работы и на Кольском п-ове. В том же атласе 1745 г. показана система р. Колы, проходящей через несколько озер, южнее ее истоков, — очень узкое (5–10 км) и длинное (120 км) озеро без названия, несомненно Имандра, а в 100 км к востоку от него — овальное меридиональное Умб-озеро. Рельеф Кольского п-ова дан весьма схематично: в центральной части прослежена почти широтная 250-километровая гряда — первое указание на Кейвы; горы нанесены и на восточном берегу Имандры (Хибины).