日本与中国是一衣带水的邻邦，1868年“明治维新”以后，日本在近代化道路上迅猛发展，国力逐渐强大，军国主义思想潜滋暗长，侵略矛头对准中国。同治十三年(1874年)，日本侵装台湾，因清廷立即出兵相抗，未得逞。此事惊醒了清廷麻木的神经，清政府开始认识到日本将“为中国永久之患”，“若再不切实筹备，后患不堪设想”。
由此开始关注海疆建设，主要表现在两方面:一是在台湾建省，光绪十年(1884年)九月，督办台湾军务的淮军名将刘铭传被任命为福建巡抚。次年五月，刘铭传以台湾需要大力建设为由，坚辞闽抚，请求专驻于台。七月，左宗棠也上折重申台湾应以大员专驻的建议。九月，清廷遂正式发表台湾建省上谕，将福建巡抚改为台湾巡抚，由刘铭传为首任。第二个步骤是大力发展海军力量。光绪十一年，清政府设立海军衙门，开始“大治水师”，以奕譞总理海军衙门事务。至光绪十四年，北洋海军正式成军，拥有各类大小军舰20余艘，加上广东、福建两省的海军力量，共有大小舰只30余艘，居当时世界海军第四位，海防建设初具规模。
同治十年(1871年)，一艘琉球渔船遇飓风，漂至台湾南部海岸，渔民为当地高山族人误杀。同治十三年夏，日本以此为借口武力侵台，遭到台湾高山族、汉族人民的坚决抵抗。清廷也拟派兵与日本侵略 军决战。日本担心战败损害主权，转而委托英、美公使与中国说和。最后，日本特使大久保利通与清朝恭亲王奕诉签订了《中日北京专条》。条约规定中国向日本赔款50万两，承认日本侵台是“保民义举”，为日后日本正式吞并琉球提供了口实。
刘铭传(1836-1895年)，字省三，安徽合肥人，为淮军名将，是淮军中首先大量使用西方近代枪炮之人，所部称“铭军”。自从被任命为台湾首任巡抚后，刘铭传决心“以一岛基国之富强、奉一隅之设施，为全国之范”，致力于台湾的近代化建设、政绩卓著。
光绪十四年(1888年),刘铭传在台湾全省创办了官府、商民都可以使用的近代国家邮政。在台北设立邮政总局，管理全台邮政，发行了“台湾邮票”和“邮政商票”两种邮票，并在全省开办全长434.5里的南北两条邮路，并有两艘邮轮，往来于上海、福州及台湾各港之间，已具备了一定规模。刘铭传在台湾自办邮政，是中国独立自主办理近代邮政的开端。
刘铭传对台湾各民族一视同仁，他一方面派人招徕福建贫民来台开发，与高山族共处杂居，逐步推广汉族先进生产技术；一方面在各重要高山族聚居区“番区”设立抚展局，教高山族人学习耕织技术以及汉文、算术、礼仪、官话和台语等。到光绪十二年(1886年)上半年，刘铭传督率部下招抚400余番社，归化7万余人。
19世纪80年代以后，清廷海疆不靖，海防边防危机日甚一日。慈禧太后于光绪十一年九月初六日发布懿旨:著派醇亲王奕譞总理海军事务，所有沿海水帅，悉归节制调遣。九月十八日，奕譞等奏请设立“总理海军事务衙门”。同日懿旨允准，海军衙门正式成立。这是奕譞到大沽口视察北洋海军时的照片。
光绪十二年(1886年)五月，慈禧太后命醇亲王奕譞与善庆、李鸿章等人检阅北洋水师。奕譞等人乘船从天津大沽口出海，赴旅顺、威海，烟台等地，观看了北洋水师的战舰演习及炮台、船坞等设施，历经十余日，行程上千里。返京后，留下了《巡阅北洋海防日记》，专门记载了此次巡阅情况。
为了加强海军正规化建设、光绪十四年(1888年)八月，海军衙门制定了《北洋海军章程》。这是近代中国参照西方近代海军制度制定的第一个海军章程。章程计分为船制，官制、升擢、事故、考核、俸饷、恤赏、工需杂费、仪制、军规、武备、简阅、水师后路各局14款。章程的制定与颁布标志着北洋海军已成为一支正式的海军。
这是清军进行施放水雷的演习。
北洋舰队建立了定期阅操制度，根据规定，舰队“每年由北洋大臣阅操一次”，“每逾三年由总理海军事务衙门请旨特派大臣会同北洋大臣出海校阅一次”。光绪十年至光绪二十年(1884年至1894年)11年间，北洋海军举行过五次阅操。其中光绪二十年在渤海湾举行的阅操是规模较大的一次。这套清末所绘的《渤海阅师图》真实地再现了光绪二十年，北洋水师于渤海湾举行大规模阅操行动。这次大阅自四月四日开始至二十二日结束，历时近20天，调集了南北洋21艘军舰，是近代海军史上规模最大的一次阅兵行动。
光绪二十年(1894年)二月十八日，海军衙门奏派北洋大臣李鸿章赴渤海湾校阅北洋海军，并为此临时制定了一些章程，四月三日，李鸿章同大批随员，乘海晏轮自天津启程、历经大沽、旅顺，大连湾、威海卫、胶州、烟台等地校阅视察。参加校阅的有丁汝昌所率北洋水师定远、镇远、济远、靖远、经远、来远、超勇、扬威等主力舰，记名总兵余雄飞所率广东舰队之广甲、广乙、广丙三舰。记名提督袁九皋、总兵徐化隆分带南洋舰队之南瑞、南琛、镜清、保民、开齐、赛泰6艘兵艇。舰队沿途操演阵法，先后演练了布阵、打靶、演放水雷、操使风帆等内容，蔚为壮观，李鸿章还视察了旅顺，大连、威海卫、刘公岛、山海关所设的各海军学堂、海口炮台、沿海陆路各防营、船坞、厂库等军事设施。
19世纪80年代至90年代之间，清政府在海患意识的主导下，加强了海防建设，沿东北的旅顺口、直隶的塘沽、山东的威海卫直至南方的福建厦门等口岸要地修筑炮台，购置当时最先进的德国克虏伯重炮，并设营驻守，形成了一条从华南沿海到华北海口的海疆防卫链。
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