В период 1930-1940 гг. происходит коренная перестройка в организации топографических съемок и издании топографических карт. Для усиления темпов картографирования страны за основной масштаб принята съемка масштаба 1: 100 000, более крупные масштабы съемок сохранялись в случае особых требований. Этот период характеризуется широким внедрением в производство аэросъемки (началась применяться в 1925 г.) и становлением топографических работ, сыгравших огромную роль в повышении качества карт. Метод аэрофотосъемки стал основным методом топографической съемки. Стереотопографический метод при создании топографических карт масштаба 1:100 000 начали применять с 1936 г. Широкое внедрение аэросъемки в сочетании с дешифрированием и редактированием обеспечило быстрое территориальное продвижение съемок.
С внедрением аэросъемки стало быстро развиваться новое научное направление – фотограмметрия, что резко повысило экономическую эффективность топографо-геодезических работ.
Широкомасштабное развитие топографо-геодезических, гравиметрических и картографических работ потребовало создание огромного парка отечественных приборов и инструментов. В 1934 г. на базе ремонтных мастерских создан отраслевой экспериментально-ремонтный завод «Аэрогеодезия», который приступил к изготовлению образцов высокоточных геодезических, гравиметрических, аэросъемочных и фотограмметрических приборов и инструментов.
К концу 30-х годов стало осуществляться мелкосерийное производство гравиметрической аппаратуры. Была выпущена серия маятниковых приборов и вариометров, которые не уступали зарубежным образцам. Размах полевых работ в тридцатых годах в нашей стране вынуждал гравиметристов создавать более удобные приборы для экспедиционных полевых работ. На заводе «Аэрогеоприбор» под руководством ЦНИИГАиК в 1933-35 гг. освоен выпуск отечественных маятниковых гравиметров, аналогичных зарубежным, получивший название «Аэрогеоприбор». В тот же период маятниковые приборы выпускались и другими отечественными производителями – так в ГАИШ был создан облегченный вариант маятникового прибора (общий вес прибора был в 3 раза меньше веса прибора «Аэрогеоприбор»). Эти приборы широко применялись при выполнении общей гравиметрической съемки СССР.
В 1931 г. был разработан первый советский автоматический аэрофотоаппарат АФА-13 с фокусным расстоянием 300 мм и форматом аэроснимков 18x18 см, который позволял получать 150 аэроснимков. До 1932 г. аэросъемку в обжитых районах в масштабах крупнее 1:10 000 и лишь частично в масштабах 1:15 000-1:20 000 с целью создания карт масштаба 1:25 000 выполняли узкоугольными аэрофотоаппаратами. При мелкомасштабном картографировании больших площадей отсутствие широкоугольных объективов пытались компенсировать созданием многообъективных фотокамер. В 1931-32 гг. Ф.В. Дробышев (МИИГАиК, ЦНИИГАиК) создал девятиобъективный АФА АД-1, где одновременно получали девять кадров размером 12x12 см (в последующем создана его модификация АД-2), в 1930-х годах АФА использовался для съемки малообжитых и лесных районов СССР. С 1931 по 1940 гг. М.М. Русиновым (ЦНИИГАиК) для отечественных АФА создаются широкоугольные (Лиар) и сверхширокоугольные (Руссар) фотообъективы.
В 1934 г. Ф.В. Дробышевым разработан топографический стереометр – СТД-1.
В 1938 г. под руководством М.Д. Коншина (ЦНИИГАиК) разработан и выпущен рисовальный прибор РП-1 для составления графическим способом топографических планов в масштабах 1:100 000 и 1:200 000, после реконструкции на приборе можно было составлять чертежные планы в масштабе 1:500 000 по аэрофотосъемкам, обработанным на СТД-1.