«Хранить диаграмму» нет смысла.
Я бы хранил только координаты точек и при запросе делал поиск ближайшего соседа. Ведь весь смысл диаграммы Вороного - в разбиении на области, где ближайший сосед - одна из контрольных точек.
Upd. Возможно, я ошибался и хранить диаграмму
можно как binary tree, что даст более быстрый поиск ответа на принадлежность точки к области – обходом дерева. (или не даст?)