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. ш. 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 Лункулансари. К северу от Ладоги впервые на карте появились крупные озера – Янисъярви и Суоярви, а также большая часть Пюхяярви (Отрадное). 3ападнее, 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 Повенециий и 3аонежский 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, Нуйто, 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 Двинсной губой. Впервые отмечены холмистые возвышенности и 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 нарту, 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 (510 км) и длинное (120 км) озеро без названия, несомненно Имандра, а в 100 км к востоку от него – овальное меридиональное Умбозеро. 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).