Indeks Vegetasi Perbedaan Ternormalisasi (bahasa Inggris: Normalized Difference Vegetation Index, disingkat: NDVI) adalah indeks yang digunakan untuk menilai kondisi dan kepadatan vegetasi berdasarkan data spektral. NDVI dihitung menggunakan data dari dua pita spektral, yaitu pita merah dan pita inframerah-dekat. Data ini umumnya diperoleh dari sensor jarak jauh, seperti satelit.^[1] NDVI bernilai antara -1 hingga 1. Nilai mendekati nol menunjukkan sedikit atau tidak adanya vegetasi. Nilai yang lebih tinggi menunjukkan vegetasi yang lebih padat dan sehat. Nilai NDVI kurang dari nol biasanya terkait dengan air atau permukaan non-daratan, sedangkan vegetasi yang lebat dapat mendekati nilai satu. NDVI digunakan secara luas dalam pemantauan vegetasi karena dapat menunjukkan perubahan kepadatan dan kesehatan vegetasi secara konsisten dari waktu ke waktu.^[2]

Tanaman hijau menyerap radiasi matahari pada wilayah spektral photosynthetically active radiation (PAR) untuk fotosintesis.^[3][4] Sel daun memantulkan radiasi pada wilayah near-infrared (NIR) karena energi foton pada panjang gelombang >700 nm terlalu rendah untuk sintesis molekul organik dan jika diserap, dapat menyebabkan pemanasan berlebih. Akibatnya, tanaman hijau tampak gelap pada PAR dan terang pada NIR.^[5] Sebaliknya, awan dan salju terang pada cahaya merah dan gelap pada NIR. Klorofil pada daun menyerap cahaya tampak (400–700 nm),^[6] sedangkan struktur sel memantulkan NIR (700–1100 nm).^[7][8]

Semakin banyak daun, semakin kuat efek ini pada cahaya yang dipantulkan. Perbedaan ini digunakan sejak instrumen penginderaan jauh awal seperti ERTS (Earth Resources Technology Satellite, kemudian menjadi Landsat 1) milik Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat (NASA) dan AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) milik Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional Amerika Serikat (NOAA) dalam memetakan distribusi vegetasi.^{[9][10][11][12]}

NDVI dihitung dari pengukuran reflektansi spektral berikut :

${\displaystyle {\mbox{NDVI}}={\frac {({\mbox{NIR}}-{\mbox{Red}})}{({\mbox{NIR}}+{\mbox{Red}})}}}$

Red dan NIR masing-masing adalah reflektansi yang diperoleh pada pita merah (cahaya tampak) dan inframerah-dekat.^[13] Reflektansi spektral didefinisikan sebagai perbandingan antara radiasi elektromagnetik yang dipantulkan oleh suatu objek dan radiasi yang diterima objek tersebut pada masing-masing pita spektral. Oleh karena itu, nilai reflektansi spektral berada dalam kisaran 0 hingga 1. Berdasarkan formulasi matematisnya, nilai Indeks Vegetasi Perbedaan Ternormalisasi (Normalized Difference Vegetation Index, disingkat : NDVI) berkisar antara −1 hingga +1. Secara fungsional, meskipun tidak bersifat linear, NDVI ekuivalen dengan rasio sederhana antara reflektansi inframerah dekat dan reflektansi spektrum tampak (NIR/VIS). Keunggulan utama NDVI dibandingkan rasio sederhana inframerah/merah umumnya terbatas pada potensi hubungan fungsional yang lebih linear dengan parameter biogeofisik vegetasi, seperti biomassa. Rasio NIR/VIS selalu menghasilkan nilai positif, yang dalam beberapa konteks operasional dapat dianggap menguntungkan. Namun demikian, rasio tersebut memiliki rentang nilai matematis yang tidak terbatas, dari nol hingga tak hingga, sehingga dapat menimbulkan keterbatasan praktis. Sebaliknya, NDVI memiliki rentang nilai yang terbatas dan terdefinisi dengan jelas. Dalam formulasi NDVI, komponen VIS pada pembilang berperan sebagai faktor penskalaan, yang menyebabkan kemungkinan munculnya nilai negatif. NDVI juga dapat dinyatakan dalam bentuk rasio NIR/(NIR+VIS), yang secara fungsional dan linear ekuivalen, dengan rentang nilai antara 0 dan 1, sehingga tidak menghasilkan nilai negatif maupun nilai tak terbatas. Meskipun demikian, konsep utama dalam memahami formulasi aljabar NDVI adalah bahwa indeks ini, terlepas dari penggunaan istilah difference dalam penamaannya, pada dasarnya merupakan hasil transformasi dari suatu rasio spektral (NIR/VIS) dan tidak memiliki hubungan fungsional dengan selisih spektral langsung antara inframerah dekat dan spektrum tampak (NIR−VIS).^[14]

Secara umum, apabila reflektansi pada panjang gelombang inframerah dekat secara signifikan lebih tinggi dibandingkan reflektansi pada panjang gelombang tampak, maka vegetasi pada piksel citra tersebut cenderung rapat dan dapat mengindikasikan keberadaan tutupan vegetasi hutan. Penelitian lanjutan menunjukkan bahwa nilai NDVI berkorelasi langsung dengan kapasitas fotosintesis serta kemampuan penyerapan energi radiasi oleh kanopi tumbuhan.^[15][16] Meskipun secara teoretis NDVI dapat bernilai negatif, pada wilayah perkotaan yang padat sekalipun nilai NDVI umumnya tetap positif dalam skala kecil. Nilai negatif lebih sering dijumpai pada kondisi atmosfer tertentu atau pada material nonvegetasi tertentu.^[17]