хранить границу (в виде ломанной) и проверять принадлежность точки, тут для не выпуклых многоугольников сложнее, поэтому советую разбивать на выпуклые и запоминать ввиде списка
ну для выпуклых вот алгоритм
http://e-maxx.ru/algo/pt_in_polygon
правда тут надо еще оптимизировать тем что проверять достаточно ли близко к центру и тогда только проверять
ну либо делать туже диаграмму воронова, но только некоторые области будут связаны и в логике будут одной ячейкой