Розглянуто комплекс завдань, що постають на етапі передпроєктних досліджень: збір і структурування топографо-геодезичних даних, аналіз рельєфу, геологічної будови, гідрології та екологічних обмежень. Показано, що традиційні методи, зокрема тахеометрія, нівелювання та буріння, хоча й забезпечують високу точність, мають суттєві недоліки - тривалість польових робіт, високу вартість і обмежену інтеграцію з цифровими моделями. Проаналізовано міжнародний досвід застосування новітніх технологій: використання GNSS, UAV, LiDAR, дистанційного зондування (RS), методології GSI3D для побудови тривимірних геологічних моделей. Визначено, що ГІС виступає центральним інструментом для інтеграції різнорідних даних у єдину просторово-атрибутивну базу. Розглянуто приклади багатокритеріальної оптимізації трасування, зокрема поєднання ГІС із генетичними алгоритмами (Jha et al., 2004) та інтеграцію BIM і ГІС (Zhao et al., 2019). Окрему увагу приділено моделюванню геометричного дизайну в умовах складного рельєфу (Zhang et al., 2021).