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沈葆楨奏請在台灣北部設立台北府,將淡水廳及噶瑪蘭廳分別改為淡水縣及宜蘭縣。另將淡水廳頭前溪以南地區單獨劃設為新竹縣,雞籠地區單獨設廳,並改名為基隆。於是大甲溪以北地區新設台北府,下設淡水、新竹、宜蘭三縣及基隆廳,以淡水縣為附郭縣,使北部在行政組織上的比重大為增強,以配合其在台灣開港以後的迅速發展。
台灣位於海防要地,更應加強國防建設。為了強化台灣的防禦能力,劉銘傳在基隆、滬尾、旗後、澎湖趕修了10座新式砲台。隨後,又設法向英國購買阿馬士頓後膛砲31尊以及一批水雷,佈設在海港人口處,防禦敵人的入侵。經過新的部署,火力比以前增加了數倍。
劉銘傳在台北開設廠軍械機器製造間和軍械所,聘請德國工程師,自己製造槍支彈藥,解決一旦出現戰爭,遭到敵人的封鎖而出現的軍備困難問題。
劉銘傳於1887年在台南台北兩地分設“清賦總局”,將台灣土地改“甲”為“畝”,計畝昇科,將田地編立字號,登記冊籍,仿照江南實行的“一條鞭法”收稅。經過丈量以後,台灣田賦混亂的狀況得以扭轉。原來每年徵收的田賦額銀僅有18萬兩,清丈田地以後,全年徵銀達到67萬兩。
為了整頓稅收,劉銘傳在台北設立“釐金總局”,對各種釐金進行清理,竭力堵塞漏洞,以求涓滴歸公。整頓以後,台灣全省年財政總收入從原來的90萬兩,激增到300萬兩,高時達到450萬兩。
劉銘傳在台北成立了鐵路總局,籌劃修建一條縱貫南北的鐵路。他克服種種困難,終於在1893年建成了台灣第一條鐵路。鐵路北起台北,南抵新竹,全長68公里。鐵路的修成,大大地促進了台灣北部地區經濟的發展,不僅改善了北部地區人民的交通狀況,而且對加強北部地區的防務,起到了很大的作用。
劉銘傳大力發展台灣的郵電事業。1887年底,他撤除了舊式驛站,在台北創設郵政總局,總局下設43個分局,仿照西方國家辦理郵政業務。他還自行設計了台灣郵票,根據郵件輕重及遠近收取郵費。劉銘傳很重視信息傳遞,在台北設立了電報總局並鋪設了兩條海底電報線路,一條從滬尾到福州,全長200多公里;一條從安平到澎湖,全長100公里。他還在全省範圍內架設陸地電報線500公里。至此,台灣與大陸的信息迅速暢通,極大地改善了台灣人民與省內外之間的聯繫。
劉銘傳看到台灣資源豐富,可開發和利用的資源很多,他先設立了煤務局,採用官督商辦的方式,投資40餘萬兩,購買新式開掘機採煤、日產煤百餘噸。同時,他又相繼開發了許多中小煤礦。到1891年,全台煤產量已達7.7萬噸。1886年,劉銘傳在台北還設立了磺務局,在滬尾開辦了硫磺廠。此外,劉銘傳陸續設立廠煤油局、代木局、蠶桑局、樟腦總局,組織開發各種資源,發展經濟。