Во второй половине XIX в. о территории между широтным участком Оби и Обской губой имелись лишь отрывочные и весьма недостоверные сведения. Это пространство — считали одни — покрыто непроходимыми лесами; там раскинулось сплошное гигантское болото — утверждали другие. И Западно-Сибирский отдел Русского географического общества поручил военному топографу Никанору Капитоновичу Хондажевскому положить конец спорам. На лошадях зимой 1879 г. он отправился из Тобольска по берегу Иртыша и Оби на север до Березова, затем пересел на нарты и прибыл в Обдорск (Салехард) в начале февраля. Окончательно снарядившись здесь, он двинулся вверх по долине р. Полуя, малоизвестной тогда реки, правого самого нижнего притока Оби. Через 200 км группа повернула на восток и по ровной тундре с отдельно стоящими лиственницами добралась до холмистой возвышенности — небольшого водораздела Надыма и Пура.

На истоках р. Ныды, впадающей в Обскую губу у полярного круга, Хондажевский организовал крупный оленный караван и направился к юго-западу. На пути отряда, движению которого очень сильно мешали бураны и волки, все чаще стали попадаться сосны. Наконец, примерно у 73° в.д. Хондажевский достиг лесистого водораздела, разделяющего Надым, Пур и их притоки, стремящиеся к северу, а также Казым, от Тромъегана и Пима, текущих на юг. Выяснить у спутников протяженность этой широтной возвышенности, значительно позже получившей название Сибирских Увалов, Хондажевскому не удалось. Местность к югу стала «мокрее» — пошли болота с крупными кочками и озера. Через месяц после отправления с истоков Ныды караван прибыл в Сургут, пройдя около 1 тыс. км по совершенно неизвестной территории.

Хондажевский собрал первые географические сведения об огромном регионе — севере Западной Сибири — и составил карту этой территории, представляющей, по его данным, почти совершенно ровную низменность, весьма незначительно приподнятую в центре; с этих увалов берут начало все более или менее крупные реки края.

Открытие Сибирских Увалов продолжил Александр Александрович Дунин-Горкавич, работавший в Западной Сибири с 1890 г. Обязанности лесничего он совмещал с географическими наблюдениями и топографической съемкой. За 13 лет скитаний по малоизученным западносибирским просторам он проделал 28,5 тыс. км и много раз имел возможность убедиться в неточности карт, которыми располагал, а зачастую — ив полном отсутствии каких-либо данных. Он забирался во многие «глухие» уголки огромного (1,6 млн. км²) региона, равновеликого территории Испании, Франции, ФРГ и Финляндии, вместе взятых.

В зимние месяцы 1900–1902 гг. Дунин-Горкавич обследовал бассейны следующих относительно коротких (390–650 км) правых притоков Оби: Казыма, Назыма, Пима и Тромъегана. Все эти реки он прошел от устья до истоков или, наоборот, занизив при съемке их длины на четверть, ибо, как он сам отмечал, не учитывал изгибов. В междуречье Агана и Ваха, осмотренного на 550 км, Дунин-Горкавич открыл Аганский Увал, вытянувшийся на 200 км. К востоку от долины нижней Оби на протяжении 750 км он выделил водораздел осмотренных им притоков Оби и рек, направляющихся на север, в Обскую и Тазовскую губы. Эта широтная возвышенность (Сибирские Увалы) богата, как он выяснил, «зыбунами» (болотами), содержащими ключи — истоки многих рек региона; незначительная часть их начинается из небольших озер.

В 1904—1911 гг. Дунин-Горкавич опубликовал трехтомную работу «Тобольский Север», содержащую также этнографическую характеристику хантов и ненцев.