在国务院农林办公室的直接领导下，侯仁之制定了十年考察计划：自1963年至1972年，完成从内蒙故西部经河西走廊到新疆南部的沙漠考察。1963年，侯仁之考察乌兰布和沙漠，为包钢建设配套基地开展了论证研究。在乌兰布和沙漠北部，侯仁之等人发现3个古城，经考证为汉朝的临戎、三封、窳浑。后来他和北京大学考古系的俞伟超合写《乌兰布和沙漠北部的汉代垦区》、《乌兰布和沙漠的考古发现和地理环境的变迁》两文，引起学术界及当地政府重视。1964年8月，侯仁之等人来到鄂尔多斯的毛乌素沙漠，考察了该沙漠东南角红柳河畔的两座古城遗址—