中国最早的测绘学堂是建于北京的京师陆军测绘学堂
清末新军是指使用热兵器的近代军队，相对于使用冷兵器的旧军队而言。1867年，创办福州船政学堂，培养近代海军人才，是建立中国近代海军的开端。
1885年，成立天津武备学堂，培训使用洋枪洋炮的陆军，是训练中国近代陆军的开始。甲午战争中，中国海军损失殆尽。甲午战争后，清政府无力重建费资巨大的海军，重点转向编练新式陆军。从1896年天津小站练兵到1903年清政府成立练兵处，为编练新军的第一阶段，练兵范围限于北洋、南洋及个别省份。练兵处成立后，各省陆续成立督练公所、陆军小学堂以及测绘学堂等，编练新军在全国普遍展开。清政府计划编练新军36镇（相当于师，12500人），到辛亥革命时，编成的新军20镇计20多万人，其中测绘军人有2500人到3000人，形成了一支具备近代测绘技能的专业队伍，成为新军中不可或缺的高技术含量的保障力量。
测绘兵是新军编成的重要组成部分。培养测绘专业保障队伍是编练新军的重要内容。测绘知识与技能培训是编练新军的重要科目。
1895年11月，时任两江总督张之洞奏称，旧军队“守旧法，绘图、测量、行军、水陆工程诸事，尤所不习，讨内匪则可，御外侮则不能”，因此，聘35名德国将弁训练新军， “应敌攻守之方，图绘测量之学，悉令详教熟练”。
1902年，江苏提督聂缉槼等奏报江苏武备学堂开办情况，称：“设堂之大要纲领：一曰测量，以能窥敌军之远近，定枪炮之缓急；一曰舆地，以能辨山川之形势，分防守之重轻；一曰训练，……；一曰军械，……。以上四事，初学切要之端，皆须有人指授，方能再谕其余。”因此，测绘学、军事地形学是新军训练的主要内容。如1900年，湖北武备学堂编写与使用的教材中就有德国教官何德满编写的《行军测绘》、《沟垒图说》等。经过培训，陆军武备学堂毕业的学生大多掌握了简易测绘甚至近代测绘专业的技能。北洋陆军在河北任丘、河南彰德地区进行演习所用地形图，南洋陆军在安徽潜山演练所用地形图，都是新军中的测绘人员测制的。又如，1899年，湖北新军工兵营绘制了《武汉略图》，比例尺为1:5万，采用圆锥投影，以“米”为长度单位，用等高线表示地貌。该图绘制精细，清楚地标明了城堡、桥梁、兵营、炮台、湖泊、沙洲、牧场、草地、水田等地理要素。 1903年，“标下卫队哨长”常荣清绘制了《象山港图》，图面色彩鲜艳，比例尺为1：10万，上北下南，绘有图例，大段图注叙述兵要地理情况。《象山港图》由一名基层哨长绘制，反映了清末新军测绘训练的可喜成果。
1897年，袁世凯在小站练兵的随营学堂开办测绘班，1902年又在北洋行营将弁学堂开设测绘班，由此拉开了中国近代测绘专科教育的序幕。1904年1月，练兵处成立京师陆军测绘学堂，标志着测绘作为独立学科开始落地中国。1906年陆军部通令各省督练公所开办陆军测绘学堂，并于次年颁布陆军测绘学堂章程，从此测绘专科教育在全国范围推广开来。
陆军测绘学堂一般招收知识青年，考试入学，开设三角、地形、制图三个专业，传授近代测绘技术。开办陆军测绘学堂，为陆军部及各省建立测量机构准备了人才。于是，1906年之后，在陆军部之下编设测地局、京师测地局，在湖北、山东、安徽、广东、广西、江西、云南、陕西、四川等10多省督练公所之下设立陆军测绘局。陆军测绘局的规模，由几十人到一百多人不等。陆军测绘局的普遍成立，标志着在清末新军中建立起了一支训练有素的测绘专业队伍。
测绘军人是新军中接受进步思想、积极拥护革命的专业群体。我们知道，日本是孙中山开展革命活动的主要场所。1905年，孙中山在日本成立中国同盟会，提出“驱除鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”的宗旨，这在广大留学日本的学生中产生了深刻的影响。留日学生成为拥护革命的重要力量，当时参加同盟会成立大会的湖北人就有106名。留学生们带着革命理想和《革命军》、《猛回头》、《警世钟》等革命刊物回国，在新军中，在测绘学堂的学生中开展工作，革命的火种便在新军中逐步播撒。测绘界不少人加入了中国同盟会，其中有：民国初年担任广东陆军测量局局长的罗翼群、广西陆军测绘局局长陈其蔚，广西陆军测绘学堂总办蔡锷、安徽陆军测绘局的焦山等。
清末，到日本的测绘留学生近百人，他们回国后几乎全部在军队测绘系统供职，尤其在测绘学堂担任教官的居多。测绘军人中的留学生不仅是测绘知识与技能的传授者，也是测绘学生追求进步的领路人。比如，留日测绘生黄郛，回国后先在陆军部任职，而后来到上海，组织沪杭地区的革命活动，上海光复后，担任军政府的参谋长。同时，革命党人重视在新军中建立秘密革命团体，重视发展革命团体成员，比如在湖北武汉的共进社和文学社就在新军中发展了数以千计的革命骨干力量。湖北陆军测绘学堂的学生方兴、李翊东就是共进社在该学堂的代表。正是这些散布在不同单位的革命团体代表，共同发起了武昌首义以及各省的起义。
与京师陆军测绘学堂同年（清光绪三十年，公元1904年）创建的测绘学堂还有广西测绘学堂，创建于桂林（今广西壮族自治区桂林市），蔡锷将军为学堂总办。