by の品詞

byは前置詞だと思います。
how large that wasは感嘆文のようになっていて名詞節を作っています。that was very largeが元の順です。

how以下を副詞節と考えるならば、how以下を省略できるはずです。さらに群動詞（熟語）でもないのにbyで終わると変だからです。

be surprisedは後ろにはatが一般的ですがbyもたまに見ます。使い分けまではわかりません。
「〜に驚く」の〜の部分にhow以下のがあたり、「それがとても大きくて私は驚いた」です。