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1877年火星冲日期间，意大利米兰的乔瓦尼·维吉尼奥·斯基亚帕雷利（Giovanni Virginio Schiaparelli）对火星进行了三角测量。他在望远镜的目镜中安装了一个千分尺，通过网格内的参考点测量，确定了火星表面反照率特征的位置。由于当时能很好地观测南半球，他绘制的火星地图主要也是这部分。受地理学和古典文学的启发，他想到了一种新命名法来命名惠更斯描绘的V形黑斑：大瑟提斯（Syrtis Major）。
与惠更斯不同的是，斯基亚帕雷利将黑斑的界线锐化，勾勒得很明显。但是，在他绘制的地图中，最令人称奇的是他称之为河道的狭窄线条。“河道将一块又一块黑斑（通常称为海洋）连接起来，在明亮的火星表面形成了显著的河网体系。这种排布方式很稳定，似乎永远都是这样。线条很有规律，在火星上穿越很长的距离，但不像地球上的溪流那样蜿蜒曲折。短的线条长度不到500千米，长的线条则绵延数千千米。一共只有不到60条线条。有的线条很容易看到，有的线条则不容易发现，就好似把精细的蜘蛛网覆盖在火星盘上。”
在斯基亚帕雷利画出的河道中，有几条河道曾在之前记录过。道斯就曾画过几条不太清晰的纹路，比尔和马德勒、西奇、凯泽和洛克耶也曾画过类似的线条。但这些观测者都觉得，这种特征并没有什么可奇怪的。
1877年，纳撒尼尔·埃弗雷特·格林为了完善普洛克托绘制的地图，在被天文学家称作“视宁度”超棒的大西洋岛屿——马德拉岛进行观测。格林批评斯基亚帕雷利，认为他“将无限柔和的阴影，描绘成了清晰锐利的线条”。
1900年10月28日，斯基亚帕雷利在意大利都灵的布雷拉天文台工作，照片由当地报纸《星期日信使》的阿奇勒·贝尔特拉姆（Achille Beltrame）拍摄。
英格兰的托马斯·威廉·韦伯（Thomas William Webb）将斯基亚帕雷利和格林的观测结果，与自己的结果进行比较，认为“很多情况是因为观测者观测相同物体的方式不同、所受训练不同，线条模拟时依据的原则也不同”。特别是，“格林善于利用形状和颜色，他为我们呈现出来的是一幅肖像画，熟悉原作的人如果看到他的临摹，都会对它赞不绝口。而斯基亚帕雷利则与之相反，他患有色盲，但他以微观视觉的方法，测量了62个基本点，完成了线性度最强的工作，绘制了一幅清晰的火星地图。不管它是否真实准确，任何人第一眼看上去，都不会认为这是火星。”
换句话说，韦伯认为，他俩“一个为我们呈现的是照片，另一个则提出了一项计划”。公正地说，格林是一位专业艺术家，而斯基亚帕雷利则是一名工程师。
根本来讲，问题在于用绘画描述火星盘并不客观。每位观测者眼中的火星都是不同的，因为每个人的眼睛、经验，以及绘画方式都不一样。其实，正如弗拉马利翁所说，在一个晴朗的夜晚，两名观测者同时在巴黎天文台，用几分钟时间在同一台望远镜上记录火星盘，二者的画作中“相似之处相当少”。
1877年火星冲日时，斯基亚帕雷利根据观测结果绘制的火星南半球地图，当时火星的自转轴倾向南极。（ RAS 供图）
斯基亚帕雷利于1877年（上图）和1879年绘制的火星地图。前者横跨的纬度范围为北纬40°至南纬80°（南北颠倒）。两年后，他将北半球的观测范围扩大到了北纬60°。（感谢 Bill Sheehan 供图）
1879年火星冲日时，火星上的观测者会看到地球穿越太阳的盘面。虽然地球和火星绕太阳运行的轨道平面略有倾斜，但在这种情况下，火星和地球在一条直线上。同时，火星上的观测者也会看到月亮穿越太阳圆盘。
1879年火星再次冲日时，斯基亚帕雷利证实，河道整体上是一些狭窄线条。他宣布，有一条十分稳定的河道已经分成了好几条，变成了一些相互之间隔得很近的平行河道。他还说，他画的一些区域以前并没什么特征，但现在已经出现了许多精细的线条。他回想起来，似乎两年前近日点火星冲日时，部分观测画面被火星上的沙尘暴遮挡住了。
1881年至1882年发生火星冲日时，火星所处的位置不太利于观测，原因是离我们不够近，但在意大利北部看到的情况却很好。斯基亚帕雷利继续进行观测，他注意到，在几天内，河道变多的现象或隐或现。他认为，自己在1877年的绘图风格是“纯粹的原理图”，后来，他才开始绘制“更加赏心悦目”的地图。
几乎整整十年，斯基亚帕雷利是唯一一个把河道画成窄线条的人。1886年4月，尼斯天文台的亨利·贝浩登（Henri Perrotin）及其助手路易斯·托龙（Louis Thollon）证实了窄线条的存在，表示它们“几乎在所有方面，都符合（斯基亚帕雷利给它们）界定的内容”。
尽管当年发生火星冲日时，火星的位置不是太有利于观测，但英国和美国仍有一些观测报告，支持这一结论。比利时的弗朗索瓦·约瑟夫·查尔斯·特比（François Joseph Charles Terby）是一个充满热情的观测者，他查阅手边的火星“地图”，确保自己应该看哪些地方。许多其他观测者虽然用了精密的望远镜进行观测，但运气都不如他。
贝浩登和托龙于1886年绘制的火星地图，他们认为，这证实了斯基亚帕雷利发现的线性特征。（感谢 Bill Sheehan 供图）
斯基亚帕雷利绘制的火星地图，整合了他在1877年至1886年间的观测结果。
两个半球的火星地图是斯基亚帕雷利在1877年至1888年间观测结果的总结。
尽管如此，人们仍然渴望遇到下次火星冲日，从而更好地观测火星。
1888年的火星冲日发生在近日点，但斯基亚帕雷利用新型的大望远镜观测后，仍然认为河道保留着“独特雕刻性”。那一年，他把观测结果合并成整幅火星地图，为他对火星的研究画上了圆满的句号。
与此同时，望远镜的研制也取得了重大进展。1856年，意大利天文学家查尔斯·皮亚齐·史密斯（Charles Piazzi Smyth）在大西洋中的火山岛特内里费岛（Tenerife），海拔3720米的山顶上竖起一架望远镜。詹姆斯·利克（James Lick）曾在1849年美国加州的淘金热中，靠房地产生意赚了一大笔钱。1874年，他捐出了70万美元，建造了口径36英寸（91.44厘米）的望远镜，成为当时世界上最大的望远镜。1888年1月，人们将望远镜放在加州海拔1300米的汉密尔顿山山顶，很快就推动了天文学的发展。
利克天文台建于19世纪80年代，坐落在美国加州汉密尔顿山上，是世界上第一个高海拔天文设备。这张照片大约拍摄于1900年。（感谢 Lick Observatory 供图）
1892年的火星冲日，虽然发生在近日点，但火星在天空的位置很靠南，不太方便北半球的天文学家观测。但威廉·亨利·皮克林（William Henry Pickering）在南半球的秘鲁安第斯山脉的阿雷基帕，观测到的情况却很不错。他把河道画成了朦胧的条纹，视宁度很好时，还能看到河道相交时的小黑点。那时，其他人只在黄褐色地带看到了河道。而皮克林却发现，在暗黑地带还有一条颜色很浅的线条穿过去。这令他很惊讶。皮克林不相信火星上会有开放性的大面积水域，他转而选用30年前理艾斯提出的植物假说，来解释这种现象。他认为，这些河道实际上是大片的植被，依靠从地壳深处的裂缝中泄漏出来的火山气体存活。