日本與中國是一衣帶水的鄰邦，1868年“明治維新”以後，日本在近代化道路上迅猛發展，國力逐漸強大，軍國主義思想潛滋暗長，侵略矛頭對準中國。同治十三年(1874年)，日本侵裝臺灣，因清廷立即出兵相抗，未得逞。此事驚醒了清廷麻木的神經，清政府開始認識到日本將“為中國永久之患”，“若再不切實籌備，後患不堪設想”。
由此開始關注海疆建設，主要表現在兩方面:一是在臺灣建省，光緒十年(1884年)九月，督辦臺灣軍務的淮軍名將劉銘傳被任命為福建巡撫。次年五月，劉銘傳以臺灣需要大力建設為由，堅辭閩撫，請求專駐於臺。七月，左宗棠也上折重申臺灣應以大員專駐的建議。九月，清廷遂正式發表臺灣建省上諭，將福建巡撫改為臺灣巡撫，由劉銘傳為首任。第二個步驟是大力發展海軍力量。光緒十一年，清政府設立海軍衙門，開始“大治水師”，以奕譞總理海軍衙門事務。至光緒十四年，北洋海軍正式成軍，擁有各類大小軍艦20餘艘，加上廣東、福建兩省的海軍力量，共有大小艦隻30餘艘，居當時世界海軍第四位，海防建設初具規模。
同治十年(1871年)，一艘琉球漁船遇颶風，漂至臺灣南部海岸，漁民為當地高山族人誤殺。同治十三年夏，日本以此為藉口武力侵臺，遭到臺灣高山族、漢族人民的堅決抵抗。清廷也擬派兵與日本侵略 軍決戰。日本擔心戰敗損害主權，轉而委託英、美公使與中國說和。最後，日本特使大久保利通與清朝恭親王奕訴簽訂了《中日北京專條》。條約規定中國向日本賠款50萬兩，承認日本侵臺是“保民義舉”，為日後日本正式吞併琉球提供了口實。
劉銘傳(1836-1895年)，字省三，安徽合肥人，為淮軍名將，是淮軍中首先大量使用西方近代槍炮之人，所部稱“銘軍”。自從被任命為臺灣首任巡撫後，劉銘傳決心“以一島基國之富強、奉一隅之設施，為全國之範”，致力於臺灣的近代化建設、政績卓著。
光緒十四年(1888年),劉銘傳在臺灣全省創辦了官府、商民都可以使用的近代國家郵政。在臺北設立郵政總局，管理全臺郵政，發行了“臺灣郵票”和“郵政商票”兩種郵票，並在全省開辦全長434.5裡的南北兩條郵路，並有兩艘郵輪，往來於上海、福州及臺灣各港之間，已具備了一定規模。劉銘傳在臺灣自辦郵政，是中國獨立自主辦理近代郵政的開端。
劉銘傳對臺灣各民族一視同仁，他一方面派人招徠福建貧民來臺開發，與高山族共處雜居，逐步推廣漢族先進生產技術；一方面在各重要高山族聚居區“番區”設立撫展局，教高山族人學習耕織技術以及漢文、算術、禮儀、官話和臺語等。到光緒十二年(1886年)上半年，劉銘傳督率部下招撫400餘番社，歸化7萬餘人。
19世紀80年代以後，清廷海疆不靖，海防邊防危機日甚一日。慈禧太后於光緒十一年九月初六日發佈懿旨:著派醇親王奕譞總理海軍事務，所有沿海水帥，悉歸節制調遣。九月十八日，奕譞等奏請設立“總理海軍事務衙門”。同日懿旨允准，海軍衙門正式成立。這是奕譞到大沽口視察北洋海軍時的照片。
光緒十二年(1886年)五月，慈禧太后命醇親王奕譞與善慶、李鴻章等人檢閱北洋水師。奕譞等人乘船從天津大沽口出海，赴旅順、威海，煙臺等地，觀看了北洋水師的戰艦演習及炮臺、船塢等設施，歷經十餘日，行程上千裡。返京後，留下了《巡閱北洋海防日記》，專門記載了此次巡閱情況。
為了加強海軍正規化建設、光緒十四年(1888年)八月，海軍衙門制定了《北洋海軍章程》。這是近代中國參照西方近代海軍制度制定的第一個海軍章程。章程計分為船制，官制、升擢、事故、考核、俸餉、恤賞、工需雜費、儀制、軍規、武備、簡閱、水師後路各局14款。章程的制定與頒佈標誌著北洋海軍已成為一支正式的海軍。
這是清軍進行施放水雷的演習。
北洋艦隊建立了定期閱操制度，根據規定，艦隊“每年由北洋大臣閱操一次”，“每逾三年由總理海軍事務衙門請旨特派大臣會同北洋大臣出海校閱一次”。光緒十年至光緒二十年(1884年至1894年)11年間，北洋海軍舉行過五次閱操。其中光緒二十年在渤海灣舉行的閱操是規模較大的一次。這套清末所繪的《渤海閱師圖》真實地再現了光緒二十年，北洋水師於渤海灣舉行大規模閱操行動。這次大閱自四月四日開始至二十二日結束，歷時近20天，調集了南北洋21艘軍艦，是近代海軍史上規模最大的一次閱兵行動。
光緒二十年(1894年)二月十八日，海軍衙門奏派北洋大臣李鴻章赴渤海灣校閱北洋海軍，併為此臨時制定了一些章程，四月三日，李鴻章同大批隨員，乘海晏輪自天津啟程、歷經大沽、旅順，大連灣、威海衛、膠州、煙臺等地校閱視察。參加校閱的有丁汝昌所率北洋水師定遠、鎮遠、濟遠、靖遠、經遠、來遠、超勇、揚威等主力艦，記名總兵餘雄飛所率廣東艦隊之廣甲、廣乙、廣丙三艦。記名提督袁九皋、總兵徐化隆分帶南洋艦隊之南瑞、南琛、鏡清、保民、開齊、賽泰6艘兵艇。艦隊沿途操演陣法，先後演練了佈陣、打靶、演放水雷、操使風帆等內容，蔚為壯觀，李鴻章還視察了旅順，大連、威海衛、劉公島、山海關所設的各海軍學堂、海口炮臺、沿海陸路各防營、船塢、廠庫等軍事設施。
19世紀80年代至90年代之間，清政府在海患意識的主導下，加強了海防建設，沿東北的旅順口、直隸的塘沽、山東的威海衛直至南方的福建廈門等口岸要地修築炮臺，購置當時最先進的德國克虜伯重炮，並設營駐守，形成了一條從華南沿海到華北海口的海疆防衛鏈。
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