Tout relevé sera fait par rapport à des repères qu'il faut établir. Ce sont les horizontales qui définissent le plan de référence horizontal et les verticales qui complètent les références d'un système cartésien.

Fixer le plan horizontal de référence
Le repérage de l'horizontalité peut se faire simplement par un niveau d'eau :

L'eau contenue dans un tuyau incomplètement rempli s'équilibre à la même altitude sous la pression atmosphérique. On peut donc utiliser un tuyau rempli d'eau pour matérialiser une horizontale en relevant aux deux extrémités le niveau de l'eau. Les différences entre les hauteurs seront évaluées par rapport à un même niveau celui de l'eau.

Il peut se faire aussi par un niveau à bulle réglable par 3 ou 4 nivelles de forme ovoïde (une direction comme celle d'un niveau de construction) ou sphérique (toute direction)

Fixer la verticalité
La verticalité se repère le plus simplement par le fil à plomb. Un poids au bout d'un fil s'équilibre à la verticale.