在中国历代皇帝中,康熙素以热心研习和倡导科学著称于世。传教士利玛窦和张诚带来的《坤與万国全图》与亚洲地图令他艳羡不已,1689年中俄《尼布楚条约》的签订更使他亲身感受到了地图的重要性。于是,自1708年7月4日测量长城始,康熙组织了一次规模空前的全国地图测绘工作。
这次测绘工作,以10位传教士为主,组成数支小分队,奔赴全国各省区,对山水城郭逐一用天文观测和三角测量等西法测量。纬度主要通过观察太阳午正高弧或用天极高度、恒星中天高度测定,经度则主要采用月食经度法即在不同地点观察月食的食差来推算。前后共测得经纬点至少有641个。1718年,《皇與全览图》终于绘成。
该图先后制成木版、铜版和小页本三种版本。木版初刻本包括1幅总图、28幅省或地区图,修订后,分图增至32幅,而且西藏边缘标注了珠穆朗玛峰;铜版采用正弦曲线等积伪圆柱投影,1:140万的比例尺,纬度5°为1排,共8排,41幅;小页本按省府绘制,计227页,未绘经纬线,只包括内地诸省。
《皇與全览图》不论在测绘规模还是在科学性上,都在当时世界上首屈一指:它最早采用了以子午线上每度的弧长来决定长度标准;它因采用三角测量而使图中各地点的相对位置较精确;它首次发现经线1度的长度不等而为地球椭圆提供了新证据。此外,这次长达10年的测绘是一次大规模的西学东渐。传教士在把西方先进的地图地理学知识较全面地输入中国的同时,还在直接参与测绘的200多位中国人中间,培训了一批掌握西方测绘知识和方法的人才。