Ο τομέας που αγάπησε και υπηρέτησε με αυταπάρνηση ο Κ. Κανελλάκης ως την τελευταία του πνοή ήταν η Χαρτογραφία. Κατασκεύασε αξιοθαύμαστους χάρτες του νησιού και σχεδιαγράμματα του Κάμπου και της πόλης Χίου με παρένθετους πίνακες και μακροσκελή υπομνήματα, που δίνουν την ακριβή εικόνα του τόπου στα τέλη του 19ου-αρχές 20ού αιώνα. Παράλληλα ασχολήθηκε συστηματικά με την Τοπογραφία της Χίου, για τη σύνταξη της οποίας ερεύνησε όλο το νησί και συνέταξε πρωτοποριακά ερωτηματολόγια, τα οποία έστειλε σε ανθρώπους κάθε χωριού που έκρινε κατάλληλους να απαντήσουν. Με τις ειδικές γνώσεις που απέκτησε, χωρίς να υπολογίζει χρόνο, δαπάνες και απαγορεύσεις της τουρκικής κυβέρνησης, "μετά τόσης εμμονής επάτησεν και ανασκάλευσεν τους τέως απατήτους βράχους και τα κρημνώδη χάσματα των ορέων της Χίου" συνέλεξε τις ακριβείς και λεπτομερέστατες πληροφορίες (μέχρι και απολιθώματα δένδρων σημειώνει) και ολοκλήρωσε το 1899 έναν χειρόγραφο χάρτη του νησιού, πραγματικό κομψοτέχνημα. Το 1903 εξέδωσε τον Τοπογραφικόν Πίνακα της νήσου Χίου, ευμεγέθη, ακριβή και επαρκή, που μέχρι τότε στερούνταν ο τόπος. Χρησιμοποιήθηκε από τον ελληνικό στρατό στον απελευθερωτικό αγώνα του 1912 και αποτέλεσε τη βάση για όλους τους επόμενους χάρτες του νησιού. Στα Διαγράμματα της πόλεως Χίου και του άστεως Κάμπου σχεδίασε με κάθε λεπτομέρεια όλα τα τοπογραφικά στοιχεία και στα μακροσκελέστατα υπομνήματα που τα συνοδεύουν κατέγραψε πολύτιμες ιστορικές μαρτυρίες.