这个时期的北宋，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者又经常侵扰中原地区，掳掠人口牲畜，给社会经济带来了更大的破坏。
这时，沈括婉转地劝神宗收回成命，不要再搞民间车辆登记。沈括说：“对付契丹的马队，用兵车抵挡当然好。只是打仗用的兵车都是马拉的战车，奔驰快速，绝非老百姓耕地驮载的老牛木车所能代替的。时下登记民车，白白惊动老百姓，虚张声势而无实效，不如稳定民心，加紧做一些强国防务的事。”
熙宁七年（1074年），沈括被任命为河北西路察访使，任务是视察和整顿边防。他沿用历来行之有效的陂塘拒敌方法，在同契丹接壤的河北平原上，利用原先修建的陂塘，筑埝灌水，成为大面积塘泊。一旦契丹入侵，这大片的水面、沼泽，将会给敌人的马队造成极大的阻滞。
当时边境平静无战事，如果大张旗鼓修筑陂塘，势必会惊动契丹，招来干涉和破坏。沈括和部下装做打猎的样子，作为掩护，实际上是在勘察地形，把方圆几百里的山河、道路和村寨了解得一清二楚。随后，沈括决定向朝廷汇报边境的地势和修筑陂塘的计划，但怎样才能做到表达清晰，一目了然呢？他想，把小本本上的图做成立体的模型，那么山川、陂塘就如在眼前，形象逼真，不知胜过平面地图多少倍。
