На примере профильных сейсмических наблюдений, выполненных в месте проведения подземного ядерного взрыва на Семипалатинском испытательном полигоне, проведен сравнительный анализ возможностей сейсмотомографического способа построения скоростного разреза и метода прямого лучевого трассирования. Установлено, что в условиях слоисто-градиентных горизонтально-неоднородных геологических сред, характерных для горных пород, подвергшихся деструктивному воздействию подземных ядерных взрывов, сейсмотомографический способ обработки имеет ряд методических ограничений. В первую очередь, осложнен подбор априорной стартовой модели, адекватно отображающей изучаемый скоростной разрез. Кроме того, выявлена неединственность финального решения томографических расчетов в зависимости от стартовой модели. Указанные ограничения могут приводить к ошибкам в определении скорости продольных волн до 1.5 км/с, что существенно в масштабах описываемых исследований. Способ прямого лучевого трассирования более трудоемок, но позволяет получить скоростной разрез, соответствующей с высокой точностью наблюденному волновому полю.