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não entendo json_agg neste contexto


Acredito que o LATERAL JOIN está fazendo o truque lá.Na sua consulta original, você está usando json_agg em todo o conjunto de dados da tabela (filtrado por '{"kind":"person"}' )
with a  as 
    (
        select jsonb_array_elements(s.payload) j 
        from segments s
    )
SELECT  json_agg(a.j) AS filtered_payload 
from a
where j @> '{"kind":"person"}';

Enquanto isso, na segunda instância, você está jogando com uma linha de cada vez usando o LATERAL . É por isso que você acaba tendo 3 linhas com um único "kind":"person" valores em vez de uma linha única com 3 valores.

Não tenho certeza sobre o que você está tentando alcançar, mas o seguinte pode colocá-lo na direção certa
SELECT a.filtered_payload,
    a.ct_elem_row, 
    sum(ct_elem_row) OVER () AS ct_elem_total, 
    count(*)         OVER () AS ct_rows
FROM segments s
 JOIN LATERAL (
    SELECT json_agg(j.elem) AS filtered_payload, 
        count(*) AS ct_elem_row
    FROM   segments d, lateral jsonb_array_elements(d.payload) j(elem)
    WHERE  j.elem @> '{"kind":"person"}'
    ) a ON ct_elem_row > 0
WHERE  s.payload @> '[{"kind":"person"}]';

Resultados
                                            filtered_payload                                            | ct_elem_row | ct_elem_total | ct_rows
--------------------------------------------------------------------------------------------------------+-------------+---------------+---------
 [{"kind": "person", "limit": "1"}, {"kind": "person", "limit": "3"}, {"kind": "person", "limit": "2"}] |           3 |             9 |       3
 [{"kind": "person", "limit": "1"}, {"kind": "person", "limit": "3"}, {"kind": "person", "limit": "2"}] |           3 |             9 |       3
 [{"kind": "person", "limit": "1"}, {"kind": "person", "limit": "3"}, {"kind": "person", "limit": "2"}] |           3 |             9 |       3
(3 rows)