Acho que deveria fazer mais perguntas antes de postar esta resposta, mas acho que você está fazendo as coisas na ordem errada.
public function rentals($id)
{
// Retrieve all rentals within a region and the locations spatial data
$rentals = DB::table('rentals')
->join('regions', 'rentals.region_id', '=', 'regions.id')
->join('rental_locations', 'rentals.rental_location_id', '=', 'rental_locations.id')
->select('*')
->where('rentals.region_id', '=', $id)
->groupBy('rental_location_id')
->get();
return collect($rentals); // or return $rentals
/* Not necessary
// Create a collection from the array of query results
$rentals = collect($rentals);
// Laravel is set up to return collections as json when directly returned
return $rentals;
*/
}
Então você precisa adicionar seu groupBy na própria consulta porque essa é uma ação de consulta que seu SQL deve estar fazendo. A outra parte é que ao convertê-lo em uma coleção (o que não é 100% necessário) você pode simplesmente devolvê-lo. O Laravel lida com o JSON nativamente.