Sau khi Hốt Tất Liệt tuyên bố là Khả hãn ở Thượng Đô vào ngày 5 tháng 5 năm 1260, ông bắt đầu tổ chức lại đất nước. Zhang Wenqian, một quan chức chính phủ trung ương, được ông gửi vào năm 1260 tới Daming nơi tình trạng bất ổn đã được báo cáo trong dân chúng địa phương. Một người bạn của Zhang, Guo Shoujing, đi cùng anh ta trong nhiệm vụ này. Guo quan tâm đến kỹ thuật, là một chuyên gia thiên văn học và nhà chế tạo nhạc cụ lành nghề, và anh hiểu rằng những quan sát thiên văn tốt phụ thuộc vào các công cụ được chế tạo chuyên nghiệp. Guo bắt đầu chế tạo các dụng cụ thiên văn, bao gồm đồng hồ nước để xác định thời gian và các quả cầu vũ khí chính xác đại diện cho quả cầu thiên thể. Kiến trúc sư Turkestan Ikhtiyar al-Din, còn được gọi là "Igder", đã thiết kế kinh đô cho tân khả hãn, Khanbaliq (Đại Đô, Trung Quốc). Hốt Tất Liệt cũng thuê các thợ thủ công nước ngoài để xây dựng kinh đô mới của mình; một trong số họ, một người Newar tên là Araniko, đã xây dựng Bảo tháp Trắng là công trình kiến ​​trúc lớn nhất ở Khanbaliq /Đại Đô.

Zhang khuyên Hốt Tất Liệt rằng Guo là một chuyên gia hàng đầu về kỹ thuật thủy lực. Hốt Tất Liệt biết tầm quan trọng của việc quản lý nước đối với tưới tiêu, vận chuyển ngũ cốc và kiểm soát lũ lụt, và ông yêu cầu Guo xem xét các khía cạnh này ở khu vực giữa Đại Đô (nay là Bắc Kinh) và Hoàng Hà. Để cung cấp cho Đại Đô một nguồn cung cấp nước mới, Guo đã tìm thấy suối Baifu trên núi Shen và có một kênh dài 30 km (19 mi) được xây dựng để di chuyển nước đến Đại Đô. Ông đề xuất kết nối nguồn cung cấp nước qua các lưu vực sông khác nhau, xây dựng các kênh đào mới có cống để kiểm soát mực nước và đạt được thành công lớn với những cải tiến mà ông đã thực hiện. Hốt Tất Liệt rất hài lòng và yêu cầu Guo thực hiện các dự án tương tự ở các vùng khác của đất nước. Năm 1264, ông ta được yêu cầu đến Cam Túc để sửa chữa những thiệt hại đã gây ra cho các hệ thống thủy lợi trong những năm chiến tranh trong cuộc tiến công của người Mông Cổ trong khu vực. Guo đã đi tuần rộng rãi cùng với người bạn Zhang của mình để ghi chú các công việc cần thực hiện để bỏ chặn các phần bị hư hỏng của hệ thống và để cải thiện hiệu quả của nó. Ông ấy đã gửi báo cáo của mình trực tiếp đến Hốt Tất Liệt.