Eisenbahnen wurden im 17. Jahrhundert in England eingeführt, um die Reibung bei der Bewegung schwer beladener Radfahrzeuge zu verringern. Die erste nordamerikanische „Schwerkraftstraße“, wie sie genannt wurde, wurde 1764 für militärische Zwecke an der Niagaraportage in Lewiston, New York, errichtet. Der Erbauer war Capt. John Montressor, ein britischer Ingenieur, der den Studenten der historischen Kartographie als Kartenmacher bekannt ist.

Die Vermessungs- und Kartierungsaktivitäten blühten in den Vereinigten Staaten auf, als die Menschen begannen, den unzureichend kartierten Kontinent ins Landesinnere zu bewegen. Die Besiedlung der Grenzgebiete, die Entwicklung der Landwirtschaft und die Ausbeutung der natürlichen Ressourcen schufen einen Bedarf an neuen Wegen, um Menschen und Güter von einem Ort zum anderen zu transportieren. Auf private Maut- oder Turnpike-Straßen folgten zunächst Dampfschiffe auf den schiffbaren Flüssen und der Bau von Kanälen und dann in den 1830er Jahren die Einführung von Eisenbahnen für dampfgetriebene Züge.

Die früheste Vermessungskarte in den Vereinigten Staaten, die eine kommerzielle „Straßenbahn“ zeigt, wurde im Oktober 1809 von John Thomson in Pennsylvania gezeichnet und trug den Titel „Draft Exhibiting . . . the Railroad as Contemplated by Thomas Leiper Esq. From His Stone Saw-Mill and Quarries on Crum Creek to His Landing on Ridley Creek“. Thomas Leiper war ein wohlhabender Trafikant aus Philadelphia und Freund von Thomas Jefferson, der Steinbrüche in der Nähe von Chester besaß. Mit Hilfe seiner Vermessungskarte half Thomson dem Projektingenieur Reading Howell, einem bekannten Kartenzeichner, die ersten praktischen Holzschienen für eine Straßenbahn zu konstruieren. Thomson war ein bedeutender Landvermesser, der zuvor für die Holland Land Company gearbeitet hatte. Er war der Vater des berühmten Bauingenieurs und langjährigen Präsidenten der Pennsylvania Railroad, John Edgar Thomson, der selbst ein Kartenmacher war. Im Jahr 1873 schenkte der jüngere Thomson die Karte seines Vaters aus dem Jahr 1809 dem Delaware County Institute of Science, um die Behauptung zu untermauern, dass die Karte und Leipers Eisenbahn die erste derartige Arbeit in Nordamerika war.

Im Jahr 1826 wurde in Quincy, Massachusetts, eine kommerzielle Straßenbahnlinie von Gridley Bryant vermessen und gebaut, wobei die Maschinen dafür von Solomon Willard entwickelt wurden. Sie nutzte Pferdekraft, um Granit, der für den Bau des Bunker Hill Monuments benötigt wurde, von den Steinbrüchen in Quincy vier Meilen weit zum Kai am Neponset River zu transportieren.

Diese frühen Anwendungen von Eisenbahnen ließen kaum erahnen, dass eine Revolution der Transportmethoden im Gange war. James Watts Verbesserungen an der Dampfmaschine wurden 1787 von John Fitch zum Antrieb eines Schiffes auf dem Delaware River und von James Rumsey im selben Jahr auf dem Potomac River eingesetzt. Fitch, ein amerikanischer Erfinder und Landvermesser, hatte zwei Jahre zuvor seine „Karte des Nordwestens“ veröffentlicht, um den Bau eines kommerziellen Dampfschiffes zu finanzieren. Mit der Clermont von Robert Fulton und einem von John Stevens gebauten Boot setzte sich die Nutzung der Dampfkraft für Schiffe durch. Eisenbahnen und Dampfantrieb entwickelten sich getrennt voneinander, und erst als das eine System die Technologie des anderen übernahm, begannen die Eisenbahnen zu florieren.

John Stevens gilt als der Vater der amerikanischen Eisenbahnen. 1826 demonstrierte Stevens die Machbarkeit von Dampflokomotiven auf einer kreisförmigen Versuchsstrecke, die er auf seinem Anwesen in Hoboken, New Jersey, errichtete, drei Jahre bevor George Stephenson in England eine praktische Dampflokomotive perfektionierte. Die erste Eisenbahnkonzession in Nordamerika wurde 1815 an Stevens vergeben. Weitere Konzessionen folgten, und schon bald begann die Arbeit an den ersten betriebsfähigen Eisenbahnen.

Die Vermessung, Kartierung und der Bau der Baltimore and Ohio begann 1830, und noch im selben Jahr wurden vierzehn Meilen Gleis eröffnet. Dieses Gleisbett wurde 1831 bis Frederick, Maryland, und 1832 bis Point of Rocks verlängert. Bis 1831, als eine Lokomotive aus amerikanischer Produktion in Betrieb genommen wurde, verließ sich die B & O auf Pferdekraft.

Zur B & O gesellten sich alsbald die Mohawk and Hudson, eröffnet im September 1830, die Saratoga, eröffnet im Juli 1832, und die South Carolina Canal and Rail Road Company, deren 136 Meilen lange Strecke nach Hamburg 1833 die längste Dampfeisenbahn der Welt darstellte. Die Columbia Railroad of Pennsylvania, fertiggestellt 1834, und die Boston and Providence, fertiggestellt im Juni 1835, waren weitere frühe Strecken. Die Vermessung und der Bau der Gleise für diese und andere Pioniereisenbahnen erforderten nicht nur eine spezielle Kartierung, sondern veranlassten die Kartographen auch dazu, den Fortschritt der Vermessung und der fertiggestellten Strecken auf Übersichtskarten und auf Karten in „Reiseführern“ darzustellen.

Die Planung und der Bau von Eisenbahnen in den Vereinigten Staaten schritten schnell und planlos voran, ohne Anweisung oder Überwachung durch die Bundesstaaten, die den Bau genehmigten. Vor 1840 wurden die meisten Erhebungen für kurze Passagierlinien gemacht, die sich als finanziell unrentabel erwiesen. Da die dampfbetriebenen Eisenbahnen in starker Konkurrenz zu den Kanalgesellschaften standen, wurden viele teilweise fertiggestellte Strecken wieder aufgegeben. Erst als die Boston and Lowell Railroad den Verkehr vom Middlesex-Kanal umleitete, war der Erfolg des neuen Verkehrsträgers gesichert. Die industrielle und wirtschaftliche Depression und die Panik von 1837 bremsten den Eisenbahnbau. Das Interesse wurde jedoch mit der Fertigstellung der Western Railroad of Massachusetts im Jahr 1843 wiederbelebt. Diese Strecke bewies endgültig die Machbarkeit des Transports von landwirtschaftlichen Produkten und anderen Gütern auf der Schiene über weite Strecken zu geringen Kosten.

Frühere Vermessungen und der Bau von Eisenbahnen wurden von privaten Investoren finanziert. Vor der Landzuteilung an die Illinois Central Railroad im Jahr 1850 gab es indirekte Subventionen durch die Bundesregierung in Form von Streckenvermessungen durch Armee-Ingenieure. In der General Survey Bill von 1824 zur Errichtung von Werken der internen Verbesserungen wurden Eisenbahnen nicht ausdrücklich erwähnt. Ein Teil der Mittel unter diesem Gesetz für das folgende Jahr wurde jedoch für „Untersuchungen und Vermessungen zur Feststellung der Durchführbarkeit der Verbindung des Oberlaufs des Kanawha mit dem James River und dem Roanoke River durch Kanäle oder Eisenbahnstraßen“

In seiner Congressional History of Railways schreibt Louis H. Haney diesen Vermessungen zu, dass sie die ersten waren, die Bundeszuschüsse erhielten. Er /collections/railroad-maps-1828-to-1900/articles-and-essays/history-of-railroads-and-maps/notes/ merkt an, dass solche Zuschüsse an Staaten und Körperschaften für Eisenbahnvermessungen zur Routine wurden, bevor das Gesetz 1838 aufgehoben wurde.

Die früheste gedruckte Karte in den Sammlungen der Library of Congress, die auf staatlichen Vermessungen für eine staatliche Eisenbahn basiert, ist „Map of the Country Embracing the Various Routes Surveyed for the Western & Atlantic Rail Road of Georgia, 1837“. Die Vermessungen wurden unter der Leitung von Oberstleutnant Stephen H. Long, dem Chefingenieur, durchgeführt, der zehn Jahre zuvor die Strecken für die Baltimore and Ohio vermessen hatte. Die Arbeiten an der 138 Meilen langen Georgia-Route von Atlanta nach Chattanooga begannen 1841, und um 1850 war die Strecke für den Verkehr freigegeben. Ihre strategische Lage machte sie zu einer wichtigen Versorgungsroute für die Konföderation. Auf dieser Strecke ereignete sich im April 1862 der berühmte „Andrews Raid“, bei dem als Bahnangestellte verkleidete Unionssoldaten die Lokomotive „General“ kaperten.