До конца 80-х гг. на карте Европейской России протягивались две параллельные широтные гряды. Установить истинное положение вещей можно было, лишь имея большое количество барометрических определений высот. С 1874 г. за сбор и систематизацию этих материалов взялся военный топограф Алексей Андреевич Тилло. В 1889 г. он составил первую гипсометрическую карту Европейской России, в основу которой положил более 50 тыс. высотных отметок (издана в 1890 г.). Правда, эти данные по площади были распределены неравномерно. К тому же, Тилло пришлось допустить ряд обобщений, но основные орографические элементы Европейской России оказались прочно установленными.

В дополнение к меридиональной Приволжской возвышенности Тилло выделил Среднерусскую, которая простирается от Валдайской возвышенности, составляющей ее северную часть, почти до Донецкого кряжа. К востоку от нее впервые оконтурена и названа Окско-Донская низменность. Прибалтийские низменности и Полесье также получили правильные контуры. Но по небольшим грядам, разделяющим системы Волги и Северной Двины у 60° с.ш., называемым издавна Северными Увалами, Тилло тогда не имел достоверных данных. Он предположил, что водораздел между бассейнами Волги и рек, впадающих в Белое и Баренцево моря, возможно, представляет непрерывную возвышенность широтного простирания, но считал необходимым в самое ближайшее время подробно ознакомиться с Северными Увалами.

В 1890—1891 гг. геолог Леонид Иванович Лутугин на лодке и пешком обследовал и закартировал верховья притоков верхней Камы и Вятки, а также все левые притоки Вычегды и Лузу (правый нижний крупнейший приток Юга). Большинство рек, водораздельных и междуречных пространств этой огромной полосы, почти совершенно не исследованной, в основном безлюдной, сплошь покрытой лесами и бездорожной, он изучил впервые. Главный водораздел (Северные Увалы), плоский, с весьма пологими скатами, Л. Лутугин проследил от 48 до 54° в.д. (почти на 400 км) и пересек в пяти местах. Он собрал большой материал и выяснил, что Увалы невысоки (до 293 м) и не представляют единого целого; линия водораздела очень извилиста — на одной широте встречаются русла рек бассейнов Северной Двины и Волги.

В 1896 г. А. Тилло опубликовал новую гипсометрическую карту Европейской России и прилегающей части Центральной Европы. На ней отчетливо видно, что Волынская и Подольская возвышенности (Тилло, правда, показал их как единое целое и назвал Авратынской), считавшиеся отрогами Карпат, хотя еще в 1867 г. это мнение опроверг Н.П. Барбот де Марни, отделены от Карпат долинами Сана и Днестра.