Если XVII век был периодом начального накопления знаний об общегеографических элементах природы, показываемых на картах, то XVIII век можно назвать периодом добывания сведений, нужных для содержания тематических карт: о геологическом строении территории, водах, растительности, почвах и т. п. Эти сведения получали на основе полевых экспедиционных исследований, которые проводились тогда широко на необъятных просторах России. Но карты природы в XVIII в. еще не были средством обобщения географических знаний о территории, и результаты полевых работ систематизировались преимущественно в виде научных описаний. Сведения же общегеографического характера, которые добывались в ходе экспедиционных работ, находили быстрое применение при составлении общегеографических карт. По числу их выпуска XVIII век был «урожайным». Достаточно сказать, что только Географическим департаментом Российской академии наук за период своей деятельности (1739—1799 гг.) было составлено свыше 250 разных карт и планов.
XVIII век в целом показателен тем, что развитие географии и картографии сопровождалось крупными общегосударственными начинаниями. Их было несколько, и каждому из них свойственны свои формы организации и круг задач.
Так, началом расцвета русской научной картографии по праву считают петровское время. Первые крупные географические исследования и создание научных основ картографии в России относятся именно к этой эпохе.
Картографическая деятельность Петра I преследовала цель вывести страну на уровень передовых требований своего времени. Начатые по его инициативе гидрографические работы по съемке р. Дона в 1696 г., а затем побережий Азовского и Черного морей объяснялись страстным желанием завязать сношения с внешним миром. В интересах развития торговли и мореплавания, а также укрепления военно-морского флота проводились интенсивные гидрографические работы по изучению Балтийского, Каспийского и Белого морей, снаряжались экспедиции для изучения восточных окраин России (И. М. Евреинова и Ф. Ф. Лужина в 1719 г., В. Беринга в 1725 г. и др.).
В связи с развитием экономики России были предприняты систематические картографические работы и на внутренних территориях страны. Этого требовало и новое административное деление, введенное Петром I согласно его указу от 18 декабря 1708 г. В различные районы страны были направлены съемочные экспедиции, а в начале 20-х годов появились первые карты уездов и губерний. Для подготовки соответствующих кадров Петр I основал в 1701 г. в Москве Математико-навигационную школу, а с 1715 г. подготовкой съемщиков занялась Морская академия.
В результате больших организационных и практических мер, предпринятых Петром I для широкого изучения территории страны, и чтобы иметь «известия о всем, что природа производит», накапливался обширный картографический материал как предпосылка для составления различных сводных географических карт.
Такую обобщающую сводку, которая фактически подытожила разностороннюю картографическую деятельность Петра I, сделал И. К. Кирилов — видный картограф и географ XVIII в., обер-секретарь Сената. В 1734 г. он издал Атлас Российской империи одновременно на русском и латинском языках (Всего известно три атласа И. К. Кирилова, опубликованных в начале 30-х годов XVIII в. и различающихся количеством карт). Атлас содержал генеральную карту России в масштабе около 285 верст в дюйме (1:12 000 000) и 14 карт отдельных областей в более крупных масштабах. Как отмечает В. И. Греков (1960 г.), Атлас Российской империи И. К. Кирилова был для своего времени выдающимся произведением, которым долго пользовались государственные учреждения в своей практической работе.
Составление карт на сушу и побережья морей не внесли существенно нового в картографирование природы в петровское время, если не считать впервые показанных обширных отмелей. Хотя карты и пополнялись новыми сведениями о территории, но они носили общегеографический характер. Тем не менее ценность карт росла — они обрели градусные сетки. В основу съемок были положены геометрические измерения с применением угломерных инструментов и простейших астрономических наблюдений. Так, русская картография начала использовать оригинальные источники геодезических съемок страны.
Вторым крупным начинанием, оказавшим большое влияние на развитие русской картографии вообще и картографирование природы в особенности, следует назвать создание в России Академии наук. По указу Петра I она была учреждена в 1724 г. В ее обязанности вменялось изучение страны, составление географических карт, а также подготовка научных кадров. Начав свою деятельность с 1726 г., Академия наук сразу же получает поручение от правительства составить географический атлас России. В том же году Сенат передал академии 65 карт отдельных провинций и уездов, а в 1735 г.— уже около 200 карт. В 1739 г. в составе академии был организован Географический департамент, на который и были возложены все картографо-географические работы, проводимые в стране.
Работы над атласом России были закончены в 1744 г. Параллельно Академией наук был опубликован «Атлас, сочиненный к пользе и употреблению юношества и всех читателей ведомостей и исторических книг» (1737 г.), а также небольшой географический атлас для академической гимназии (1742 г.) под руководством академика Х. Н. Винсгейма.
Однако главным событием был все же «Атлас Российской, состоящей из девятнадцати специальных карт, представляющих Всероссийскую империю с пограничными землями, сочиненной по правилам географическим и новейшим обсервациям, с приложенною притом генеральною картою Великия сея империи, старанием и трудами Императорской Академии наук», вошедший в литературу мод названием «Атлас Российской». Он был издан в 1745 г. на русском и латинском языках и включал в себя первую академическую генеральную карту России масштаба 1 : 9 534 000 и 19 региональных карт, в том числе 13 на европейскую часть в масштабе 1 : 1 470 000 и 6 — на азиатскую масштаба 1 : 3 780 000.
Когда а 1757 г. руководство Географическим департаментом возглавил М. В. Ломоносов, он счел необходимым исправить и усовершенствовать «Атлас Российской», а также разработать новый, более полный и точный, чем атлас 1745 г. Для того чтобы добыть новые материалы, М. В. Ломоносов предпринимает ряд крупных организационных и практических начинаний. И хотя с 1765 г. он отходит от руководства Географическим департаментом, его начинания нашли отражение в деятельности так называемых Академических экспедиций 1768—1774 гг. и 1781 — 1785 гг.
Эти экспедиции, обширные по своим задачам, охватили огромные пространства России: Оренбургский край и Сибирь, Поволжье и Урал, Север Европейской России и Астраханский край, Донские степи и предгорья Алтая, Северный Кавказ и Грузию. В течение 1781—1785 гг. работали в основном астрономические экспедиции, которые определяли географическое положение крупных населенных пунктов Европейской России.
Новые сведения о территории, отличающиеся большей полнотой и имеющие уже более солидное астрономо-геодезическое обоснование, обильным потоком стекались со всех концов страны в Географический департамент. На основе этих материалов было составлено и издано множество различных карт как страны в целом, так и отдельных ее районов. В отличие от карт XVII в. все они имели большую подробность в содержании, более высокую точность местоположения объектов. Сетка меридианов и параллелей стала непременным элементом карт, что придавало им вполне «географический» вид. Однако на картах XVIII в. общий набор элементов природы не менялся: рельеф, моря, реки, озера, болота, леса. Правда, с середины XVIII в. начали появляться зональные элементы ландшафта: пустыни, тундры, степи. Это новшество следует отнести к успехам русской географии, которая активно начала полевые исследования в тот период. В целом же географические карты по типу оставались общегеографическими. Их легенды давали уже довольно развернутую характеристику социально-экономическим элементам содержания: населенным пунктам, дорогам, границам, культовым учреждениям и т. п. Элементы же природы в легенды не включались; способы их изображения оставались почти без изменений.
Географические Академические экспедиции XVIII в. том не менее сыграли большую роль — они положили начало систематическому изучению природы страны. Во главе экспедиций стояли члены Российской академии паук, ученики и продолжатели идей М. В. Ломоносова: П. С. Даллас, И. И. Лепехин, II. Б. Иноходцев, И. А. Гильденштедт, С. Г. Гмелин и др. Была обследована огромная территория страны, собраны многочисленные ценные географические и картографические материалы, получены новые данные о географическом положении многих пунктов.
Участники Академических экспедиций по своим научным интересам были люди разные. И это понятно. Программы работ предусматривали проведение исследований природных богатств страны по довольно широкому кругу вопросов. Они включали и физико-географические, в частности климатические, и этнографические наблюдения, изучение вопросов земледелия, скотоводства, рыболовства, разных промыслов, полезных ископаемых и т. д. Так, П. С. Паллас сделал важные открытия в области геологии, палеогеографии, климатологии, фенологии, ботаники и зоологии; И. П. Лепехин высказал соображения о динамике рельефа и круговороте воды; И. А. Гильденштедт объяснил происхождение черноземов и безлесье степей и т. д. Словом, в XVIII в. впервые получен обширный и разносторонний материал, объясняющий и характеризующий различные физико- и экономико-географические условия страны на огромных пространствах, — рельеф, климат, почвы, растительность и т.д. Все это представляет не что иное, как предпосылки для дифференциации научных географических знаний. А такая дифференциация — необходимое условие для появления карт природы.
Таким образом, можно сказать, что почти на протяжении всего XVIII в., главным образом после создания Географического департамента в Академии наук, русская картография развивалась почти исключительно под влиянием академической науки. Географический департамент был основным научным центром в России по изучению географии страны, изданию материалов инструментальных съемок страны. Это было учреждение, которое обеспечивало высокий научный уровень картографических работ и подготовку соответствующих кадров. Если в XVII в. картографические произведения составлялись без математического обоснования, то в XVIII в. картография уже развивалась на основе достижений астрономии, геодезии и математики.
В академический период развития картографии, у истоков которой стоял М. В. Ломоносов, через дифференциацию научных знаний были заложены научные предпосылки для возникновения первых отраслевых направлений в картографии — тематической картографии.