Можно попробовать разбить рабочую область пространства на куски (ячейки) и хранить список узлов в каждой ячейке. Далее по заданной точке перебираем ячейки в порядке возрастания расстояния до данной точки. По каждой ячейке быстро определяется, есть ли в ней хоть один узел, если да - то узлы перебираются. Когда хоть один узел найден, то многие ячейки уже перебирать уже вообще не надо будет.
Вообще же это называется
диаграмма Вороного, см. например
здесь или в поисковике. Объект известный.
Добавлено спустя 2 минуты 36 секунд:
Есть статья в
Википедии, правда, там почти ничего нет.