对河流水文的研究徐霞客也有突出成就。他对各地河流的分布和水文特征有很详细的记述。记载了江、河、溪、渎、涧等大小河流500多条，对发源地、流域面积、流速、含沙量、侵蚀作用等水文情况皆有正确的描述。1636年至1637年，他经过考察和研究写出了《江源考》的论文，指出金沙江是长江的上源，纠正了《禹页》以来认为岷江是长江上源的错误。他对河流的侵蚀作用，流速和河床升降对侵蚀所起的作用，也作了正确的阐述。
徐霞客游记对植物地理也有贡献，他记述了150多种植物，记述了海拔高度和风速对植物的影响，纬度对植物花期的影响，高山低温、风大对植物形态的影响等，取得了规律性的认识。
他对火山、地热、人文地理也做了考察，在地学成就是多方面的。19世纪以前，西方只有少数研究者对局部岩溶区域和现象做过观察和解释，而徐霞客在17世纪30年代即对热带、亚热带的岩溶现象做了大范围的系统的考察与描述，并对岩溶现象的成因和分类提出了科学观点，这是使西方学者所望尘莫及的。他是一个具有坚强意志，充满探索精神，百折不挠的伟大学者。
明代的地图绘制
明代中期以后，传统的地图绘制方法中渗入了一些西方的科学技术内容。
徐光启在崇祯二年（1629），主持的北京、南京等地的纬度测度就采用了西方的技术。从万历年间开始，耶稣会来华的传教士把欧洲关于世界的最新地理知识传入了我国。16世纪末。耶稣会传教士介绍了地圆学说和南北两半球都有寒带、温带和热带的学说，并附有地图。1584年利玛窦在广东肇庆把绘制的世界地图加上中文说明交给中国的知识分子。这一切对明中期以后的地学研究和地图绘制都产生了影响。
明代按传统方法绘制的地图，传世的以杨子器和罗洪先的影响最大。杨子器写跋的地图，绘制于1512年至1513年间，比例尺约为1：1760000。图长164厘米，宽180厘米。海岸线接近今图，各行政区的相对位置基本正确，河流、山脉绘制大体上正确。山脉用写景法表示，行政区名按级别高低分区用方形、圆形、菱形等表示，对长城、庙宇、陵墓等名胜古迹给以醒目的标志，是我国旅游地图的先声。
罗洪先的“广舆图”成于嘉靖二十年（1541），刊行于嘉靖三十四年（1555）。他用画方的方法把元代朱思本的“舆地图”分绘成44幅小图，并装订成册，这是我国早期的分省地图集。各行省的地图轮廓与今图相差不多。
杨图现存辽宁省大连市旅顺博物馆，罗图现存北京图书馆。除杨图、罗图外，还有李泽民和僧清溶绘制的“声教广被图”和“混一疆理图”。这两图建文元年（1399），被来华的朝鲜使节金土衡带去朝鲜，1402年朝鲜的李荟和权近把两图合绘成《混一疆理历代国都之图》。后来此图又传入日本。明代地图的绘制技术已传到国外。
郑和七下西洋
宦官作为中国特有的产物，给人的印象往往是奴颜婢膝的，或挟持君主为非作歹，或依附暴君助纣为虐。可是在漫漫历史长卷中，也有这样的宦官，他们虽然不能享受娶妻生子的幸福，但人格却依旧健全，留下的业绩也彪炳千秋，光照汗青。郑和就是其中一个，莫道宦官不丈夫。下面就来介绍一下郑和七下西洋。
郑和的生平
郑和，本姓马，小字三保，云南昆明宝山乡知代村回族人，也就是今天的昆明市晋宁县人。他的六世祖赛典赤·赡思丁是元初来自中亚的色目贵族，是布哈刺国王穆罕默德的后裔，曾任云南行省平章，追封为咸阳王。
郑和约于洪武四年（1371）出生，那年明朝收复四川，明升（当时割据四川的夏国国主）投降，云南局势即刻紧张起来。在那兵荒马乱的年代里，郑和一家共有兄弟姐妹6人，其生活困难的程度，是可想而知的。在他12岁那年，明军进入云南，创伤未复，家庭又遭大变，生活更加艰难困苦。在这种情况下，郑和被送到北平，成为北平燕王朱棣家的一名奴隶，做了宦官。
郑和幼年时已开始学习伊斯兰教的教义和教规。父亲与祖父均曾朝拜过伊斯兰教的圣地麦加，熟悉远方异域、海外各国的情况。从父亲与祖父的言谈中，年少的郑和已对外界充满了强烈的好奇心，而父亲为人刚直不阿、乐善好施、不图回报的秉性也在郑和的头脑中留下了抹不去的记忆。
在封建统治下，宦官是被人鄙视的。而年轻的郑和仪表出众，身高七尺，腰大数围，眉目分明，行如虎步，声如洪钟，又因为学习刻苦、聪明伶俐、才智过人、勤劳谨慎，很快取得了燕王的信任，被朱棣选在身边作为贴身侍卫。此时的郑和本身所具有的优秀光荣传统和领袖才能开始逐渐显露，在长达4年之久的“靖难之役”中，郑和跟随朱棣出生入死，南征北战，参加了多次战斗，建立了许多战功，成为朱棣夺取政权即位称帝的主要功臣之一。因此，朱棣登上皇位（明成祖）以后对郑和愈加信任。永乐二年（1404）初，朱棣亲笔写了一个“郑”字，赐他为姓，并提升为内宫兼太监，他的姓也就由此而来。由于郑和小字“三保”，所以人们也叫他“三宝太监”。
郑和成为明成祖的亲信与随从后，广泛接触统治阶级上层人物，开阔视野，增长见识，又由于他为人正直，能与燕王推心置腹，共同商量国家大事，并随时向燕王学习政治、军事及处理各类事物的谋略。跟随燕王之后，耳濡目染，郑和受教育程度又加深了一层。这一切都促使朱棣在寻找下西洋的最佳人选时。首先想到的是郑和。郑和姿貌才智，在内侍当中无人可比，是领航远洋的最佳人选。从此郑和开始了他七下西洋的壮举，在世界航海史上写下了极其光辉的一页。
郑和七下西洋
郑和是中国历史上最杰出的航海家。从永乐初年起，郑和按照明成祖朱棣的安排转向航海事业。在早期的航海活动中，郑和已在研究和分析航海图、通晓牵星过洋航海术、熟通各式东西洋针路簿、天文地理、海洋科学、船舶驾驶与修理的知识技能。从明永乐三年（1405）至宣德八年（1433），郑和先后率领庞大船队七下西洋，经东南亚、印度洋远航亚非地区，最远到达红海和非洲东海岸，航海足迹遍及亚、非30多个国家和地区。这七次航行的规模之大，人数之多，组织之严密，航海技术之先进，航程之长，不仅显示了明朝国家的强大，也充分证明了郑和统帅千军的才能。
1405年6月，郑和率领由62艘大海船2．9万余人组成的远洋舰队，由苏州刘家河出发，第一次出使南洋。最大的船长100多米，宽几十米，可容纳1000人，船上有航海图、罗盘针。当时使用的罗盘针分许多方位，划分若干度数，按照一定的方向和度数航行，就可以测出航行的远近。这种罗盘针夜间还兼看星辰，能观星定向，充分显示了中国造船业和航海业的先进技术和劳动人民的伟大智慧。此次航行于1407年9月满载而归。之后。他又分别于1407年9月至1409年7月、1409年10月至1411年7月、1413年至1415年、1417年5月至1419年8月、1421年正月至1422年8月、1430年6月至1433年7月率船队远航，扩大了中国的声威，加强了中国同各国的贸易往来。
郑和船队给所经过的国家带去大量的中国瓷器、铜器、铁器、金银和各种精美的丝绸、罗纱、锦绮、纻丝等丝织品，同时也换回了亚非各国的许多特产，如胡椒、象牙、宝石、染料、药材、硫黄，香料、椰子以及长颈鹿、狮子、驼鸟、金钱豹等稀贵动物，广泛地促进了中国与亚非国家的经济交流。郑和是明成祖的宠臣却不骄功。在七下西洋的过程中，尊重他国信仰，建立友好邦交，拓展了明朝的海外贸易，是世界上打开中国到红海及非洲航线的第一人。在他遭冷落守备南京时不忘绘制海图泽被后代，最后逝于海外，将整个生命都幸献给了中国的航海事业。
郑和下西洋，前后历经30年，其时间之早，规模之大，都是后来的哥伦布、麦哲伦所不能相比的。它比哥伦布发现新大陆早87年，比麦哲伦到达菲律宾早116年。郑和下西洋后，大大加强了中国与南洋的联系，航路畅通，贸易发展，在世界航海史上写下了极其光辉的一页。
明代航海技术
郑和的远洋航行，前后七次，都战胜了狂风巨浪，胜利返回，说明明代初期，我国的航海技术还居于世界前列。
当时使用的仪器和掌握的先进技术，包括航海罗盘针、计程法、测探器、牵星板、针路记载、航海图绘制等。
罗盘针是航海中最重要的工具，由领航员（火长）亲自掌握，并决定航向。火长还掌握针路和航海图的绘制与使用。郑和下西洋时，选择最有经验的人任火长，船上设有专门放置罗盘的针房。
计程法是计算航速与航程的方法。已知宝船的长度，把木片从船头投下，测出木片从船头到达船尾的时间，以船长除以时间，就得出了航速。当时航海一昼夜分为10更，用燃香计算时间。用航速乘以时间，就可求知航程了。当时，船的航速约为一更30公里。
明代仍以长绳系铁器为测深工具，对浅海和有礁石的航程多做测深记录，以便航行，并记于航海图上。
牵星板是观测星辰地平高度的仪器。测知星辰高度是为了计算船舶夜间所在的地理纬度。郑郑和下西洋示意图和的牵星板是一套由12块正方形木板和一块四角缺刻的象牙制成的小方块组成。12块正方形木板，最大的每边长24厘米，以下每块递减2厘米，最小的块边长约2厘米。四角缺刻的象牙方块。缺刻四边的长度分别是最小的正方形木块边长的1／4、1／2、3／4、1／8。
如用牵星板观测北极星，方法是左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上边缘是北极星，下边缘是水平线，这样就可以测出所在地的北极星距水平的高度。测量时可以用12块木板和象牙块四角缺刻调整使用，求得北极星高度也就求得了所在地的地理纬度。
这种用牵星板的观测方法，叫牵星术。郑和下西洋时，曾派专人负责观测，并做记录。航行的往返皆有“牵星为记”。牵星一般是观测北极星，在低纬度看不到北极星时，观测华盖星（即小熊星座B1星）其他方位，还可以观测织女星和灯笼骨星等。郑和的航海图，保存至今的有明代茅元仪的《武备志》卷240中的20幅图。标题是《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》。20幅图40面，可接连为一幅横条图。图上绘有沿岸地形、岛屿、礁石、浅滩、重要针路。
针路记载开船地点、航向、航程、停泊处所等。航向是罗盘针位，郑和的罗盘针位曾编成《针位编》一书，可惜失传了。
茅元仪《武备志》中的航海图上，记载了观测的牵星记录和测量所得水深。航行时，依据所记针位，参考航程的测算，就可顺利地到达目的地。这幅图在东西交通史上和航海史上占有很重要的地位。
《天工开物》
知识渊博、独步后人的进化论大师达尔文称我国的一位科学家为“东方的百科全书式的学者”并对之恭敬不已。他就是明代的大科学家宋应星。
那么，宋应星是一个怎么样的人呢？他在我国历史上做了哪些贡献呢？
宋应星（1587—1666），字长庚，江西奉新县人。宋家是一个世代书香人家，宋姓在当地是大姓，曾祖宋景字以贤，号南塘，曾任南京吏、工、兵三部尚书，京师都察院左都御史等，为官清正，对宋氏后代有很大影响。宋族后人代代读书，举人、秀才层出不穷。
宋应星兄弟姐妹六人，他为老三。幼时与长兄宋应舁在叔祖宋和庆创办的家塾内就读。他自幼聪颖好学，没几岁就能做诗，有过目不忘的本领，学业成绩之佳为师长所惊奇，深得老师及长辈的喜爱。后来，他与哥哥斗起考入当地县学当庠生，熟读经史及百家书，对程朱理学有较深钻研，又能独立思考。他个性活泼，对枯燥乏味的八股文不感兴趣，对自然科学及技术却很有兴趣，熟读过李时珍的《本草纲目》等书，还喜欢音乐、美术，对时事政治特别关心，怀有济国济民的理想，常与同窗好友游山玩水，吟诗作赋，纵论天下。
万历四十三年（1615），宋应星与其兄宋应昇赴省城南昌参加乙卯科乡试。在一万多名考生中，宋应星考取全省第三名举人，他的哥哥名列第六。奉新县只有他们兄弟俩中举，故时人称他们为“奉新二宋”。乡试的成功使宋氏弟兄受到鼓舞，当年秋赶往京师应次年丙辰科会试，但第二年春发榜时，名落孙山。为作好再应试准备，他们兄弟俩特地去江西九江府白鹿洞书院学习，投师于洞主舒日敬。万历四十七年（1619），又一次进京会试，仍然名落孙山。此后又在天启及崇祯初年再次参加会试，结果均未中举，从此遂绝科举之念。
崇祯四年（1631），宋应星的哥哥宋应舁由吏部选任浙江桐乡县令，走上仕途。宋应星经历了几次科举后，意识到封建选仕制度的弊端，打消了做官的念头，回乡去侍奉老母。崇祯八年（1635），被兄宋应舁接到浙江后，宋应星出任袁州府分宜教谕（相当于现在的老师）。任职四年，取得优良教育成绩，使当地风气改善了。更重要的是利用这业余时间开始写书。因为在会试途中，他行程数万里，曾做了广泛的社会调查，对南北各地的农业和手工业生产作了大量的详细的科学考察，收集了丰富的资料。这是宋应星一生中的最重要阶段，他的主要著作都在此期间撰写。
崇祯十一年（1638），宋应星因教学工作优秀，又被推举到福建，掌管一府刑狱，俗称刑厅，亦称司理。此时已是明王朝灭亡前夕，他到任后，州内因战乱破坏，连升堂处所都没有，官员大多出走。不久，李自成农民起义大军攻占京师，清兵人关，建都北京，宋应星成为亡国之民。明朝遗老组织新王朝，委任宋应星为官，他推辞不就，回归故里，过着隐居的生活。他兄弟和其他的江西志士都寄希望于南明福王政权，但此政权却由阉奸阮大铖、马士英把持，排斥忠良，不久便灭亡于满清铁蹄之下。清兵南下攻取江西时，宋应昇于1646年服毒殉国，宋应星埋葬胞兄后，在一直过着隐居生活，在贫困和悲愤中度过晚年，大约死于康熙五年（1666），享年八十岁。遗有二子，长子宋士慧字静生，次子宋士意字诚生，皆有文才，人称“双玉”。宋应星生前教导子孙，一不要科举，二不要做官，子孙皆能奉此遗训，在家安心耕读。
宋应星的传世著作有《天工开物》《野议》《论气》《谈天》《思怜诗》等。以《天工开物》最重要。