eine spezielle wahl des abstandbegriffes wäre nur nötig, wenn die punkte relativ gleichmäßig verteilt wären. das scheint hier aber nicht der fall. deshalb geht die mahalanobis-distanz erst mal am problem vorbei. man könnte sich das aber noch mal anschauen, wenn man die gruppen schon mal erkannt hat, und ihnen dann einen möglichst sinnvollen mittelpunkt zuordnen will (der muss ja nicht unbedingt der schwerpunkt der punkte sein, das ist ne frage der aufgabenstellung)

ja, wenn man die punkte ungünstig erwischt hat man erst mal ein problem.

es gibt ne methode die wohl gut funktioniert, aber lange rechnet (was bedeutungslos wäre, wenn es um relativ wenige punkte (<100) geht):
1- nimm den ersten punkt
2- berechne die abstände aller anderen punkte zu diesem und sortiere die punkte nach diesem abstand
3- nimm die ersten (incl. dem ausgangspunkt) n/m punkte in der sortierten liste als erste gruppe
4- mach mit den restlichen punkten bei 1- weiter bis du alle gruppen hast
problem: wenn zwei gruppen dicht benachbart sind, und du erwischst als ersten punkt einen der in der mitte zwischen den beiden gruppen liegt, dann bekommst du eine gruppe im zentrum dieses gruppenhaufens und eine weitere die nicht mehr zusammenhängend ist und sozusagen die erste gruppe umschließt. das könnte man aber erkennen, da die mittelpunkte dieser beiden gruppen dann dicht beieinander sind und insbesondere jeweils innerhalb der anderen gruppe liegen. dann kann man diese beiden problemgruppen einfach wieder zusammenwerfen und neu trennen.

vermutlich wird man am ende ohnehin bei einem algorithmus landen, der ne erste lösung bestimmt, diese verifiziert und gegebenenfalls verbessert.

in nem Buch bin ich auf den begriff "zuordnungsproblem" gestoßen. das scheint unserer sache ziemlich nahe zu kommen. kannst ja mal weiter in diese richtung recherchieren.

ich würde vermutlich eher die zweite von mir angedeutete methode weiter verfolgen. etwas in der art: raster verfeinern und geometrisch nachbarn suchen. das kommt unserem auge wohl näher. schau dazu mal unter dem stichwort "bereichssuche"